4. Sistemes reparacio DNA (2012)

Apunte Español
Universidad Universidad Autónoma de Barcelona (UAB)
Grado Genética - 2º curso
Asignatura Biología molecular de procariotas
Año del apunte 2012
Páginas 3
Fecha de subida 07/11/2014
Descargas 1
Subido por

Vista previa del texto

TEMA  4:  SISTEMES  DE  REPARACIÓ  DEL  DNA     BMP   -­‐  INTRODUCCIÓ   Se  sap  de  l’existència  de  mecanismes  de  reparació  del  DNA  perquè  la  taxa  de  mutació   per  genoma  és  molt  menor  a  la  taxa  de  mutació  espontània.   -­‐  TIPUS  DE  MUTACIONS   1.  Mutacions  puntuals:  canvis  de  nucleòtids     a)  Amb  sentit:  provoca  un  canvi  d’aa.     b)  Sense  sentit:  genera  un  codó  Stop.     c)  Silenciosa:  no  provoca  canvi  d’aa.   2.  Delecions  i  insercions     a)  Mutacions  frameshift:  1-­‐2  nucleòtids  que  provoquen  un  canvi  de  frame.     b)  Mutacions  no  frameshift:  3  o  x3  nucleòtids  que  no  canvien  el  frame.   3.   Reversió:   mutació   que   es   produeix   on   n’hi   ha   hagut   una   altra,   recuperant   la   seqüència  inicial  de  DNA  o  recuperant  només  la  proteïna  inicial.  Un  cas  semblant  són   les  pseudo-­‐reversions,  que  no  recupera  la  seqüencia  del  DNA  ni  d’aa,  però  recupera  la   funcionalitat  de  la  proteïna.   4.  Supressió:  mutació  que  es  produeix  en  un  lloc  diferent  de  la  primera  mutació  però   restableix  el  fenotip  inicial.     a)   Intragèniques:   la   mutació   es   dóna   en   un   altre   lloc   del   mateix   gen,   però   permet  recuperar  el  fenotip  original.     b)   Intergèniques:   la   mutació   té   lloc   en   un   gen   diferent,   el   producte   del   qual   compensa  la  primera  mutació,  recuperant  el  fenotip.  Un  exemple  seria  una  mutació  en   un  tRNA  que  reconegués  el  codó  Stop  produït  per  la  primera  mutació,  les  soques  que   tenen  aquest  tRNA  són  les  soques  supressores.   -­‐  TIPUS  DE  MUTÀGENS   1.  Agents  intercalants:  provoquen  mutacions  grans.     a)  Acridina:  agent  intercalant  indiferentment  de  les  bases.   2.  Agents  alquilants:  provoquen  mutacions  puntuals  d’una  base  (?).     a)  Hidroxilamina:  hidroxila  citosines,  provocant  CGàAT.     b)  5-­‐Bromouracil:  anàleg  de  la  timina  que  s’uneix  a  guanines,  fent  que  ATàCG.     c)  Etil-­‐metà-­‐sulfonat:  alquilant  sobre  guanines,  provocant  GàA/T.       1   TEMA  4:  SISTEMES  DE  REPARACIÓ  DEL  DNA     BMP   -­‐  SISTEMES  DE  REPARACIÓ  DEL  DNA   1.  Sistema  mismatch   La  proteïna  Mut  S  reconeix  i  s’uneix  a  protuberàncies.  La  Mut  L  i  Mut  H  s’hi  uneixen,   formant  un  complex  amb  activitat  endonucleasa  que  talla  la  monocadena  no  metilada,   la  nova.  Les  exonucleases  degraden  uns  quants  nucleòtids  de  la  cadena,  la  DNApol   I   polimeritza  i  la  lligasa  uneix  els  fragments.  En  cas  que  la  cèl·∙lula  no  tingui  les  metilases   Dam,   el   DNA   no   es   troba   hemimetilat,   però   Mut   S   segueix   reconeixent   les   protuberàncies,   permetent   el   procés   fins   que   s’ha   de   tallar   una   de   els   cadenes   a   l’atzar,  fixant  en  un  50%  dels  casos  la  mutació.   2.  Fotoreactivació   La  llum  visible  permet  una  major  supervivència  a  la  radiació  UV.  Això  és  degut  a  que  la   radiació   UV   genera   dímers   de   pirimidines.   Aquests   dímers   són   reconeguts   per   la   fotoliasa,  que  s’activa  amb  la  llum  visible,  trencant  els  dímers  i  reparant  el  DNA.   3.  Reparació  per  escissió  de  bases   Es   reparen   les   modificacions   de   les   bases   que   alteren   la   seva   complementació.   S’eliminen   les   bases   mutades   amb   glucosilases   específiques,   mantenint   el   nucleòtid   sense   la   base.   Una   AP-­‐endonucleasa   reconeix   el   nucleòtid   sense   base   i   produeix   un   tall.   La   desoxiribofosfodiesterasa   elimina   l’enllaç   fosfat   que   uneix   el   nucleòtid   a   la   cadena,   eliminant-­‐lo.   Una   exonucleasa   degrada   el   DNA   per   deixar   espai   per   polimeritzar  a  DNApol  I.  Un  cop  polimeritzada,  la  lligasa  uneix  els  fragments.   4.  Reparació  per  escissió  de  nucleòtids   Hi   intervenen   les   proteïnes   UVrA,   UVrB   i   UVrC   (expressió   constitutiva).   El   complex   UVrAB  detecta  protuberàncies  i  s’hi  ancora,  canviant  de  conformació  i  alliberant  UVrA   per   deixar   lloc   a   la   unió   amb   UVrC.   El   complex   UVrBC   talla   uns   quants   nucleòtids   a   ambdós   costats   de   la   protuberància.   El   mateix   complex   té   activitat   helicasa,   emportant-­‐se   el   tros   tallat.   El   gap   que   deixa   és   omplert   per   la   DNApol   I   i   unit   per   la   lligasa  (no  actuen  exonucleases).               2   TEMA  4:  SISTEMES  DE  REPARACIÓ  DEL  DNA     BMP   5.  Reparació  per  recombinació   Es   produeix   durant   la   replicació:   una   lesió   atura   la   forquilla   de   replicació,   que   es   desmunta  i  munta  una  mica  després,  deixant  un  fragment  monocatenari.  Com  que  no   hi  ha  motlle  (la  monocadena  és  la  mutada)  no  puc  tallar  i  polimeritzar.   RecA   nucleofilamenta   a   sobre   del   fragment   monocatenari   i   busca   homologia   amb   l’altre  cadena  replicada,  envaint  la  doble  cadena  i  produint  sinapsi.  La  homòloga  a  la   que   ha   fet   sinapsi   amb   la   de   la   RecA   és   la   que   serveix   de   motlle   per   sintetitzar   la   cadena   homòloga   a   la   que   està   mutada   i   porta   RecA.   Un   cop   polimeritzada   tenim   2   unions  Holliday  que  es  poden  solucionar  de  dues  maneres:     a)   Resolució   per   trencament:   les   resolvases   tallen   les   unions,   depenent   de   la   orientació  dels  talls,  en  resultaran  dues  cadenes  recombinants  o  no.     b)  Migració  de  la  branca:   les   sinapsis   es   desfan   i   cada   cadena   s’aparella   amb   la   homòloga  original.   Un  cop  resoltes  les  unions  Holliday  tenim  una  monocadena  que  presenta  una  mutació,   però   el   fet   de   tenir   una   cadena   homòloga   fa   que   es   pugui   reparar   produint   un   tall   a   banda   i   banda   de   la   mutació   (UVrABC?),   RecA   s’emporta   el   fragment   i   el   gap   és   reomplert.   6.  Reparació  de  talls  de  doble  cadena   Davant   un   tall   de   doble   cadena,   les   exonucleases   RecBCD   degraden   uns   quants   nucleòtids  de  cada  monocadena  en  sentit  5’-­‐3’.  Posteriorment  RecA  nucleofilamenta  a   la  monocadena  originada  i  produeix  sinapsi  per  homologia.  Això  permet  que  actuïn  les   polimerases   i   lligases.   Un   cop   polimeritzades,   tenim   2   estructures   de   Holliday   que   es   poden  resoldre  resultant-­‐ne  productes  recombinants  o  no  recombinants.   -­‐  RESPOSTES  DAVANT  LESIONS  MÚLTIPLES   1.  Evitar-­‐ne  la  degradació   Les  proteïnes  SSB  i  RecA  embolcallen  el  DNA  monocatenari  resultant  de  les  lesions  per   evitar  l’acció  de  les  endonucleases  i  exonucleases  i  poder  mantenir  el  DNA.   2.  Sistemes  de  reparació  SOS   Resposta   global   per   superar   les   lesions   i   permetre   la   viabilitat.   Té   un   control   negatiu   per  inducció:  lexA  n’és  el  repressor,  RecA  l’activador  i  les  lesions  són  l’inductor.   Quan  hi  ha  lesions  es  bloqueja  la  replicació  i  augmenta  el  ssDNA,  activant  RecA,  que   canvia   de   conformació   i   roba   un   protó   a   lexA,   provocant-­‐ne   l’autohidrolització,   activant   el   sistema   SOS.   Quan   el   sistema   SOS   és   actiu,   s’indueix   la   transcripció   de   gens   de   reparació,   polimerases   (actuen   també   polimerases   de   baixa   eficiència),   helicases,   gens  de  recombinació  i  inhibidors  de  la  divisió.   Si  es  recupera  la  cèl·∙lula  hi  haurà  menys  ssDNA,  fet  que  inactivarà  RecA,  augmentant   lexA  i  inhibint  el  sistema.   3   ...