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Replicación y mantenimiento de la información
Replicación y mantenimiento de la información
➢ Replicación del DNA








Topología de las horquillas de replicación.
Etapas genéricas del proceso
Química de la polimerización de DNA
DNA polimerasas eucarióticas: fidelidad y procesividad
Maquinaria molecular en la horquilla replicativa eucariótica.
Diferencias importantes en procariotas.
Regulación de la replicación: Iniciación, sincronización con el ciclo celular
Replicación de telómeros
➢ Recombinación del DNA
 Modelos topológicos del proceso.
 Enzimas participantes: RecA, DNA-PK
➢ Reparación del DNA




Mutaciones y lesiones química y estructurales en el DNA.
Reparación por excisión: MMR, BER, NER.
Acoplamiento transcripcional. Bloqueos de polimerasa.
Reparación de roturas de doble cadena. NHEJR
Para © Enrique Castro
Los trabajos de terceros
retienen su licencia original
2011 Enrique Castro
1
Topología de la Replicación
Topología de la Replicación
● Semiconservativa
● Origen interno, secuencial, bidireccional
● Extensión 5' 3', semidiscontinua
Hebras molde intactas
Hebra nueva complementaria
2011 Enrique Castro
2
Síntesis de la hebra retrasada
Síntesis de la hebra retrasada
3
2011 Enrique Castro
Polimerización de DNA: características generales
Polimerización de DNA: características generales
Dependiente de molde
Cebador 3'OH
● Direccional: 5'→3'
● Sustrato dNTPs
● Alta fidelidad
● Alta procesividad
●
●
Hebra
molde
Hebra
cebadora
3' OH
sin errores
Continua
sin interrupción
apareamiento
estable
NTP + H2O
5'
NMP+ PPi
ΔG0= –31 kJ/mol
DNAn + NMP
3'
DNAn+1 + H20
ΔG0= +25 kJ/mol
DNAn + NTP
DNAn+1 + PPi
ΔG0= –6 kJ/mol
Liberación
de PPi
2011 Enrique Castro
PPi + H2O
2 Pi
ΔG0= –31 kJ/mol
4
Maquinaria de la replicación eucariótica
Maquinaria de la replicación eucariótica
proceso
actividad
Reconocimiento del origen
proteína
ORC
cdc45
Dependiente de ciclinas
helicasas
MCMs
unión monohebra
topoisomerasas
RPA
Topo II
Estimulada por cdc45,
RPA, DNApol α
Unión polα, RFC
Cebado
primasa
DNApol α
Unión RPA, cdc45
Elongación
síntesis
procesividad
DNApol δ DNApol ε
RFC
PCNA
Unidas a PCNA
Exonucleasas
helicasas
síntesis
Rnasa H1, FEN1
Dna2
DNApol δ DNApol ε
Endonucleasa flap
Desenrollamiento
Cargador
andamiaje
Maduración
Eliminación del cebador
Rellenado de huecos
Ligamiento
DNA ligasa I
Elongación de telómeros
telomerasa
5
2011 Enrique Castro
DNA polimerasas eucarióticas
DNA polimerasas eucarióticas
DNApol α
DNApol β
DNApol γ
DNApol δ
DNApol ε
4 hetero
1
4 homo
3 hetero
2 hetero
2-5
10
0.5
2-4
2-5
moderada
moderada
baja
baja
alta
alta
baja
alta
alta
alta
No
Si
No
No
Si
No
Si
No
Si
No
baja
alta
alta
baja
alta
baja
baja
alta
moderada
?
Núcleo
Núcleo
Mitocondria
Núcleo
Núcleo
Replicación
primasa
Reparación,
BER
Primasa DnaG
Pol I
Nº subunidades
KM para dNTPs (μM)
Procesividad intrínseca
Con PCNA
3' exonuclesa
Actividad primasa
Sensibilidad didesoxi-NTP
Sensibilidad a AraCTP
Compartimento
Función
Homólogo bacteriano
Replicación
Rep. (conductora)
Rep. (retrasada)
DNA mitocondrial
Reparación
---
Pol III
Pol III
Análogos de nucleótidos
2'-3'-didesoxi: AZT
De azúcar:
AraC antitumoral
AraA antiviral
Aciclovir antiviral
aciclovir
2011 Enrique Castro
6
DNA polimerasas: fidelidad de copia
DNA polimerasas: fidelidad de copia
Fidelidad ∝ diferencia energética
pol ≈ 10-6-10-7
Apareamiento de ΔΔG≈4-15 kJ/mol
mal-apareamiento
Watson-Crick
●
Actividad dual
DNApolimerasa
3'-exonucleasa
Inserción específica
afinidad
●
extensión selectiva
velocidad
●
Unión
surco
mayor
KMError ≫ KMap
kcatError ≪ kcatap
3' exonucleasa
≈1:10 correctos
Sitio
pol
Fidelidad
x 103
Fidelidad replicativa
 ≈ 10-9
molde
Fusión
local
4-5 pb
Sitio 3' exo
Bien apareado
2011 Enrique Castro
DNA pol I de E. Coli
mal apareado
7
Fidelidad: Mal­apareamientos con igual geometría
Fidelidad: Mal­apareamientos con igual geometría
2011 Enrique Castro
8
Etapas de la replicación
Etapas de la replicación
DNA pol α
➢Iniciciación
RPA
Frag. Okazaki previo
• Reconocimiento del origen
• Ensamblaje de la helicasa
• Activación de la helicasa
Molde H. retrasada
DNA pol α
➢Cebado:
• Reclutamiento de la primasa
• Síntesis del cebador
PCNA
RFC
➢Intercambio de polimerasa:
• Reclutamiento de RFC
• Ensamblaje de la arandela de procesividad
• Reclutamiento de DNA polimerasa
DNA pol δ
➢Elongación
FEN1
RNasa H
Dna2
2011 Enrique Castro
• Síntesis de DNA por polimerasa
➢Procesamiento de F. de Okazaki
• Eliminación del cebador
• Rellenado de huecos
• Ligado
DNA ligasa
9
Etapas de la replicación
Etapas de la replicación
2011 Enrique Castro
10
Licenciamiento: reconocimiento del origen y ensamblaje MCM
Licenciamiento: reconocimiento del origen y ensamblaje MCM
➢Reconocimiento del origen
• Unión MCM
ORC
• Hexamérico
• Unión permanente a ARS
• Fosforilable
Origen: secuencias ARS
cdc6
• Repeticiones ricas AT
• Fusión fácil
• Múltiples: 1 cada 3-300 kpb
• Cargador de helicasa
• ATPasa
MCM
• Helicasa replicativa
• Hexamérico toroidal
• Desfosfolrilada, Unida a CDT1
➢Ensamblaje de helicasa
• CDT1 presenta MCM
• Cdc6 ensambla en DNA
ensamblaje
• Actividad ATPasa de cdc6
• Cambio conformacional MCM
• Enhebrado en hebra conductora
➢Activación de helicasa
• Fosforilación por CDKs
• Reclutamiento de cdc45
cdc45
P
Complejo
pre-replicativo
licenciado (inactivo)
CDKs
ADP
P
Pi
2011 Enrique Castro
11
Iniciación de la replicación: Activación de helicasa
Iniciación de la replicación: Activación de helicasa
Complejo pre-replicativo
Helicasa inactiva
Quinasas dependientes
de ciclinas, CDKs
Activada en fase S
del ciclo celular
CDKs fosforilan múltiples dianas
•
•
•
•
•
ORC
cdc6
cdt1
MCM
otras
➢Activación de helicasa
• Fosforilación MCM por CDKs
Fosforilación cdc6
marca para proteolisis
• Reclutamiento de cdc45
• Cdc45 estimula activ. helicasa
➢Sincronización con ciclo celular
• Activación única por ciclo
• Reconocimiento ORC sólo desfosfo-MCM
• fosfo-Cdc-6 ubiquitinizado (degradado)
Helicasa 3'5' activa
Hebra molde conductora
2011 Enrique Castro
12
Replicación: Desenrollamiento del DNA
Replicación: Desenrollamiento del DNA
➢Actividad helicasa de MCM
• MCM enhebrado en molde de conductora
• Actividad helicasa 3'5'
• Necesita unión de cdc45
• Estimulada por RPA
• ATPasa: 0,1-0,5 vueltas/ATP
Helicasa 3'5'
Montada en molde hebra conductora
Desenrollados
1-5 nucleótidos por ATP
RPA
•
•
•
•
Heterotrimérica (p70, p34, p11)
4 sitios de unión al DNA (diana 30 pb)
Previene reasociación de monohebras
Estimula helicasa MCM (feedback positivo)
13
2011 Enrique Castro
Cebado: primasa
Cebado: primasa
➢Reclutamiento de primasa:
• Primasa = DNApolα
• Reclutada sobre helicasa/RPA
Interacciones de unión
sinérgicas entre
RPA/MCM/DNApolα
DNA pol α
➢Síntesis del cebador
• Cebador mixto RNA/DNA
• Baja fidelidad
(DNApolα sin correción errores 3' exo)
• Baja procesividad
(salida espontánea = terminación cebador)
Cebador mixto: ≈30-40 nucleótidos
2011 Enrique Castro
(longitud limitada por baja procesividad)
14
Ensamblaje de la arandela de procesividad
Ensamblaje de la arandela de procesividad
DNA pol α
5’
Salida de primasa Baja procesividad
desligado espontáneo
DNA pol α
3’
duplex
RPA
ATP
+
RFC
Unión a frontera
cebador dúplex –
monohebra
ATP
RFC:
•Unión de alta afinidad
a DNAdúplex-RPA
• ATPasa
PCNA
Ensamblaje PCNA:
• RFC cargador ADP +Pi
• ATP-dependiente
Polimerasa
replicativa
PCNA es sitio de
unión de máquinaria
replicativa
DNA pol δ / ε
Hebra conductora: >10 kb DNApol ε
Hebra retrasada: 0.2-0.5 kb DNApol δ
3’
5’
3’
Síntesis de fragmentos de Okazaki
2011 Enrique Castro
15
Arandelas de procesividad
Arandelas de procesividad
Procariotas: DNA pol III β
Eucariotas: PCNA
p41
H2O
3.5 nm
DNA
p41
┴ a surcos
trímero p36
p21CIP1
Inhibidor ciclo celular
Inhibe replicación, no reparación
2011 Enrique Castro
16
Eliminación del cebador
Eliminación del cebador
reconocimiento
'flap'
5'exo
corte
terminal
➢RNasa H1
➢FEN 1
• 5' exonucleasa
• Ribonucleasa
• Elimina PPP
• Endonucleasa flap
• 5' exonucleasa
• No elimina PPP
Vía
RNasa H1/ FEN1
Vía
Dna2 / FEN1
Todas unidas a
PCNA y DNApol
Máquina replicativa
Máquina replicativa
rellenado de huecos
17
2011 Enrique Castro
Ligado de fragmentos de Okazaki
Ligado de fragmentos de Okazaki
reutilización
DNA ligasa 1 unida
PCNA y DNApol
Máquina replicativa
2011 Enrique Castro
PPi
irreversible
2 Pi
• Hidrólisis PP: unidireccional
• NMN acumulado en lesiones
18
Maquinaria de Replicación en Procariotas
Maquinaria de Replicación en Procariotas
Duplex parental
γ
δ
δ’
χ
ψ
Cargador
de β
DNA pol α
3’ exo ε
θ
complejo γ
Helicasa
DnaB
primasa RNA pol
núcleo pol III
primer
arandela β
arandela β
avance de
hebra conductora
SSB
avance de
hebra retrasada
he
br
a
he
br
a
co
nd
uc
re
to
za
ra
ga
da
cebador
avance de la
horquilla
núcleo pol III
DNA pol I
DNA ligasa I
Helicasa DnaB 5’---3’: hebra retrasada
Primosoma permanente
Cebador RNA
Sin cambio de polimerasa
Ensamblado en máquina molecular dimérica (subunidad τ)
Fragmentos de Okazaki largos
Maduración por DNA pol I
DNA pol 5’---3’
exonucleasa 3’  5’ corrección)
exonucleasa 5’  3’ (Okazaki)
2011 Enrique Castro
19
Maquinarias de replicación: comparación
Maquinarias de replicación: comparación
Procariotas
Eucariotas
2011 Enrique Castro
20
Reorganización de la cromatina en replicación
Reorganización de la cromatina en replicación
➢Delante:
• Desensamblaje de nucleosomas
• Tensiones de superenrollamiento positivo
•Alivio de tensión por
topoisomerasas
•Dianas de fármacos
Desensamblaje nucleosómico
Topo I humana: camptotecina
(antitumoral)
DNA girasa bacteriana:
Ác. Nalidíxico (sub A)
novobiocina (sub B, ATPasa)
• 1 Tetrámetro H3/H4
• 2 Dímeros H2A/H2B
Hebra
conductora
➢Detrás:
•re-ensamblaje en
ambas hebras
• Re-ensamblaje de nucleosomas
• Descarga de PCNA
H1
H2A/H2B
Hebra
rezagada
Ensamblaje cuasi-aleatorio
• 1 Tetrámetro + 2 dímeros
• Antiguos repartidos
• De novo acetilados (y mezclados)
Tetrámero
H3/H4
Interacción
CAF-1 / PCNA
• CAF-1 presenta H3/H4
2011 Enrique Castro
•
•
•
•
CAF-1 se une a PCNA
Se añaden H2A/H2B, H1
PCNA es descargado
Histonas desacetiladas
21
Mantenimiento de Telómeros
Mantenimiento de Telómeros
5' AGGGTT AGGGTT AGGGTT AGGGTT AGGGTT AGGGTT AGGGTT 3'
3'
5'
3' TCCCAA TCCCAA TCCCAA TCCCAA 5'
➢Problema telómerico:
• Imposible replicar extensión 3' (rezagada)
• Acortamiento progresivo (daño en genes)
• Senescencia replicativa
Elongación
➢Telomerasa
Translocación
• 2 subunidades + RNA
• Molde intrínseco RNA (secuencia fija)
• Transcriptasa inversa
• Sólo embrión/stem, luego inducible
RNA molde
Elongación
TERT,
inducible
Translocación
Ciclo repetido n veces
2011 Enrique Castro
TEP1, constitutiva
Telómeros añadidos,
no repliclados
Stryer 6e Fig. 28-34
22
Replicación DNA mitocondrial
Replicación DNA mitocondrial
DNA mitocondrial
16 kpb, dos hebras
superenrrollado
2 orígenes monohebra
Horquillas unidireccionales
DNApolγ
Alfa fidelidad (3'exo)
Origen
hebra H
Nueva
hebra H
Nueva
hebra L
Nueva
hebra H
Bucle de desplazamiento
DNApolγ activa en molde L
2011 Enrique Castro
Origen
hebra L
23
Replicación y mantenimiento de la información
Replicación y mantenimiento de la información
➢ Replicación del DNA








Topología de las horquillas de replicación.
Etapas genéricas del proceso
Química de la polimerización de DNA
DNA polimerasas eucarióticas: fidelidad y procesividad
Maquinaria molecular en la horquilla replicativa eucariótica.
Diferencias importantes en procariotas.
Regulación de la replicación: Iniciación, sincronización con el ciclo celular
Replicación de telómeros
➢ Recombinación del DNA
 Modelos topológicos del proceso.
 Enzimas participantes: RecA, DNA-PK
➢ Reparación del DNA




Mutaciones y lesiones química y estructurales en el DNA.
Reparación por excisión: MMR, BER, NER.
Acoplamiento transcripcional. Bloqueos de polimerasa.
Reparación de roturas de doble cadena. NHEJR
2011 Enrique Castro
24
Recombinación Recombinación ➢Recombinación homóloga
➢Recombinación específica de sitio:
• Secuencia homóloga (complementaria)
• Simetría de corte
• Cruces de Holliday (4 cadenas)
• Reparación (uniones de roturas)
• Meiosis: variabilidad de ligamientos génicos
Gen A
Gen B
Gen A
Gen b
• Secuencia específica / Enzimas específicas
• Integración/escisión de virus
➢Transposición
• Transposasa y secuencias de inserción
• LINES / SINES
• Integración/escisión retrovirus
(NHEJ)
➢Unión de extremos no homólogos
Gen a
Gen b
Gen a
Gen B
• Sin homología secuencial: no recombinación
• Reparación de roturas de doble hebra
Ku/DNA-PK
Recombinación:
corte y cruce de información
de dos cromosomas
Extremos desapareados
disparan recombinación
Cruce de
Holliday
Secuencia complementaria
2011 Enrique Castro
25
Recombinación homóloga: mecanismo de Holliday
Recombinación homóloga: mecanismo de Holliday
Gen A
Gen B
Existen otros mecanismos
Corte monohebra
Gen a
Gen b
Gen A
Gen B
Gen a
Gen b
Gen A
Gen B
• inducido o prexistente
• Meselson-Radding
• Rotura de doble hebra
Invasión de hebra
• Desenrollamiento local
• Apareamiento complementario cruzado
(homología de secuencia)
Zonas
híbridas
Migración de rama
• Desplazamiento de apareamiento
Gen a
Gen b
Gen A
Gen B
Gen A
Gen B
Corte 1 (igual)
Gen a
Gen b
Corte 2
recombinación
Gen A
Gen b
Gen a
Gen B
Intermediario de Holliday
Gen B Gen A
Giro
90º
Gen a
Gen b
Gen B
Gen A
Gen a Gen b
Corte de Holliday
Gen a
2011 Enrique Castro
Religado
Gen b
• Endonuclesa + ligasa
26
Mecanismos de recombinación
Mecanismos de recombinación
RecBCD genera monohebras: helicasa+nucleasa
RecBCD
une extremos
RecA cataliza invasión de hebra
RecA une
monohebras
:
GCTGGTGG
27
2011 Enrique Castro
Recombinación en Inmunoglobulinas
Recombinación en Inmunoglobulinas
The final piece of GoD is what we call "junctional diversity." When the DNA is severed durring V(D)J recombination, it's not always a clean cut, and some extra nucleotides must be added to fill the gap. In addition, there's an enzyme whose only job is to add in random nucleotides to the junction. This randomness can be extreme and it's here that GoD mangages to reach the 10 billion mark. This is also the reason that every individual has their own set of antibodies. The inherent randomness, from the selection of V's, D's and J's, to the jagged cuts to the random inserted nucleotides means that not even identical twins will have the same repertoire, or even similar repertoires.every individual has their own set of antibodies. The inherant randomness, from the selection of V's, D's and J's, to the jagged cuts to the random inserted nucleotides, means that not even identical twins will have the same repertoire.
2011 Enrique Castro
http://scienceblogs.com/webeasties/2011/08/the_god_of_b-cells.php
Matsuda and Hanjo, "Organization of the Human Immunoglobulin Heavy-Chain Locus" Advances in Immunology. Volume 62, 1996, Pages 1-29
28
Replicación y mantenimiento de la información
Replicación y mantenimiento de la información
➢ Replicación del DNA








Topología de las horquillas de replicación.
Etapas genéricas del proceso
Química de la polimerización de DNA
DNA polimerasas eucarióticas: fidelidad y procesividad
Maquinaria molecular en la horquilla replicativa eucariótica.
Diferencias importantes en procariotas.
Regulación de la replicación: Iniciación, sincronización con el ciclo celular
Replicación de telómeros
➢ Recombinación del DNA
 Modelos topológicos del proceso.
 Enzimas participantes: RecA, DNA-PK
➢ Reparación del DNA




Mutaciones y lesiones química y estructurales en el DNA.
Reparación por excisión: MMR, BER, NER.
Acoplamiento transcripcional. Bloqueos de polimerasa.
Reparación de roturas de doble cadena. NHEJR
29
2011 Enrique Castro
Mecanismos de daño al DNA
Mecanismos de daño al DNA
Errores replicativos
Mal-apareamientos
inserciones y deleciones
(patinado de polimerasa)
bloqueo de polimerasa
Despurinación
espontánea
Sitios AP
(104/genoma/día)
Inducido por ácidos y bases
Desaminación espontánea
Mal-apareamientos
(100-500/genoma/día)
C→U
G→X
A→H
Alquilaciones de bases
Mal-apareamientos inducidos
impedimentos estéricos
Mostazas nitrogenadas
Alquil sulfonatos
Oxidaciones de bases
Mal-apareamientos inducidos
entrecruzamientos
Estrés oxidativo
nitrosaminas
Aductos de bases
Impedimentos estéricos
entrecruzamientos
Carcinógenos químicos
benzopirenos
aflatoxinas
Dímeros de timina
Impedimentos estéricos
bloqueo de polimerasa
Luz UV
Roturas de hebra
Deleciones
entrecruzamientos
translocaciones
Radiaciónes ionizantes
estrés oxidativo
2011 Enrique Castro
Agentes intercalantes
nitrosaminas
30
Daño por mal­apareamientos inducidos
Daño por mal­apareamientos inducidos
➢Tautomerización espontánea
➢Alquilación
Agentes
alquilantes
➢Desaminación oxidativa
Espontánea
Muy frecuente
➢Oxidación
Estrés oxidativo
CU (A)
AH (C)
GX (A)
31
2011 Enrique Castro
Tautómeros y errores de apareamiento
Tautómeros y errores de apareamiento
Purine and pyrimidine bases exist in different forms called tautomers.
(A) A tautomeric shift occurs when a proton changes its position, resulting in a rare tautomeric form. (B) Standard and anomalous base-pairing arrangements that occur if bases are in the rare tautomeric forms. Base mispairings due to tautomeric shifts were originally thought to be a major source of errors in replication, but such structures have not been detected in DNA, and most evidence now suggests that other types of anomalous pairings are responsible for replication errors.
2011 Enrique Castro
Pierce, Benjamin. Genetics: A Conceptual Approach, 2nd ed. (New York: W. H. Freeman and Company), 485.
DNA Replication and Causes of Mutation. By: Leslie A. Pray, Ph.D. © 2008 Nature Education Citation: Pray, L. (2008) DNA replication and causes of mutation. Nature Education 1(1)
32
Agentes mutágenos
Agentes mutágenos
➢Agentes intercalantes
➢Radiación UV
• Sustituyen pb en apilamiento
• Inserciones/deleciones replicativas
• UVB, UVC
• Radicales oxidantes (8oxoG)
• Dímeros de pirimidina
➢Radiación ionizante
• Fotones: X, 
• Partículas:  , 
• Rotural de anillos
• Roturas de doble hebra
➢Formadores de aductos
• Grupos voluminosos unidos covalentemente
• Defromaciones estructurales, impedimentos estéricos
• Inserciones, deleciones
• Entrecruzamientos de hebra
• Bloqueos de polimerasa
Contaminantes biológicos:
Aflatoxina
Mitomicina C
Psoraleno
Humo de tabaco:
benzopireno
2011 Enrique Castro
Cancerígenos
orgánicos
33
Lesión por radiación UV: dímeros de pirimidina
Lesión por radiación UV: dímeros de pirimidina
Dímero de ciclobutano
➢Dímeros de pirimidina
• Pir-Pir adyacentes (TT más frecuente)
• Fotoreacción espontánea (UVA)
• Daño estructural
Luz solar
UVB
(deformación permanente)
UV 260 nm
Deformación
estructural
Pirimidinas adyacentes
Bloqueo de polimerasa
Fotoproducto 6-4
Hueco de ≈1 kpb
2011 Enrique Castro
34
Mecanismos de Reparación del DNA
Mecanismos de Reparación del DNA
●
Nucleótido difosfohidrolasas
●
Reparación directa
preventivo
fotorreactivación: DNA fotoliasa
desalquilación:
O6-alquil-guanina transferasa
●
Mantenimiento y control de calidad
MMR
Rep. Malapareamientos
dependiente de metilación
postreplicativo
BER
Rep. por escisión de base
Fallos
replicativos
Uracil-DNA
bases alteradas
sitios AP
malapareamientos
DNA-N-glucosilasas/PARP
NER
Rep. Por escisión de nucleótidos
excinucleasas
Defectos estéricos
dímeros de timina
aductos de base
Mod. voluminosas
NHEJR Rep. por unión de extremos no homólogos
MMEJR Rep. por unión de extremos con microhomología
Ku/DNA-PK/PARP
●
Sistemas de
detección de daños
especializados
Sensores de daño al DNA
Roturas de
doble hebra
Mecanismos no específicos
Rep. Translesión
Bloqueos de polimerasa
DNA pol ζ, η, ι
Rep. por recombinación
Intermedios de Holliday, proteínas Rec
2011 Enrique Castro
Bloqueos de polimerasa
Roturas de doble hebra
entrecruzamientos
Sin sistema de
detección dedicado
35
Prevención y Reparación directa
Prevención y Reparación directa
➢Preventivos
• Nucleótido difosfohidrolasas
• Evitan incorporación incorrecta
dUTPasa
dUTP + H2O
dUMP + PPi
d-oxoGTP + H2O
d-oxoUMP + PPi
➢Reparación directa
• Inversión del daño in situ
• Fotoreactivación (no en mamíferos)
• Desalquilación
Fotoreactivación: DNA fotoliasa
O6mG induce
mal-apareamientos
Desalquilación: O6-alquilG transferasa
Fotoliasa
Degradación
total
UV
370 nm
irreversible
2011 Enrique Castro
36
Reparación por escisión: MMR
Reparación por escisión: MMR
Metilación 5mC, 6mA:
marca hebra antigua
MutH
•Reconocimiento de hebra
•endonucleasa
MutL
•Asociación ambos
MutS
•Reconocimiento del error
Rellenado de huecos
RPA, RFC, PCNA
DNApol δ/ε
37
2011 Enrique Castro
Reparación por escisión de base: BER
Reparación por escisión de base: BER
•UDG: uracilo
•Malapareamientos
G/T(U)
A/G (oxoG)
•B. alquiladas
3mA, 06mG
•B. oxidadas
8oxoG
DNA glucosilasas
Hidrólisis
N-glucosídico
Sitio AP
Sensor: PARP
BER también corrige
sitios AP espontáneos
dRPasa
DNApol β
N- 8kDa
2011 Enrique Castro
Reparación BER
“hueco corto”
Reparación BER
“hueco largo”
38
Reparación por escisión de nucleótidos: NER
Reparación por escisión de nucleótidos: NER
⑥
ATP
2011 Enrique Castro
39
Reparación por escisión de nucleótidos: NER
Reparación por escisión de nucleótidos: NER
2011 Enrique Castro
40
Reparación de roturas dobles: NHEJR y MMEJR
Reparación de roturas dobles: NHEJR y MMEJR
➢No-homóloga
• Reconoce extremos rotos
• Une sin importar secuencia, con deleción
• Salvaguardia, propenso a errores
• Helicasa Ku / DNA-PK
41
2011 Enrique Castro
Rep. de roturas de doble hebra por recombinación
Rep. de roturas de doble hebra por recombinación
Corte y empalme
recombinatorio
Rellenado
del hueco
Rellenado
del hueco
2011 Enrique Castro
42
Reparación de bloqueos de polimerasa
Reparación de bloqueos de polimerasa
➢Replicación translesión
• Propensa a error: DNApol ζ, ι
• Libre de error: DNApol η
➢Recombinación
• Libre de errores
Hueco crea rotura
en cromosoma hijo
Útil si es zona
no codificante
2011 Enrique Castro
Reparable
NER escinucleasa
43
Reparación de bloqueos por recombinación
Reparación de bloqueos por recombinación
Dímero Pir no aparea
Pero sus vecinos si: hélice bien alineada
Reparable
NER escinucleasa
Corte y empalme
recombinatorio
Rellenado
del hueco
2011 Enrique Castro
44