Recombinación-Genética, Apuntes de Biología

¡Descarga Recombinación-Genética y más Apuntes en PDF de Biología solo en Docsity! Tema 21. Recombinación Los mecanismos de recombinación y la conversión génica - La fuente primaria de variabilidad es la mutación - Enlos organismos con reproducción sexual la producción de individuos con nuevas combinaciones de alelos es el mecanismo más importante de producción de variabilidad genética - Existen diferentes tipos de recombinación: recombinación homóloga general, específica de sitio o transposición En eucariotas la recombinación genética se produce por: a. Distribución independiente de los cromosomas durante la meiosis b. Intercambio físico de segmentos cromosómicos entre cromosomas homólogos En procariotas la recombinación genética se lleva a cabo mediante fenómenos parasexuales (conjugación, transformación, transducción y sexducción) Los mecanismos de recombinación y la conversión génica. Las teorías originales explicaban estos procesos debido a un origen mecánico del entrecruzamiento: Darlington (teoría electrostática) y White (teoría de las fronteras). Posteriormente, Belling relacionó, equivocadamente, el fenómeno del entrecruzamiento en eucariotas con un mecanismo molecular como es la replicación de la cromatina. Más tarde, Lederberg planteó incorrectamente que la recombinación genética en bacterias podría estar relacionada con la replicación, y postuló la teoría de elección de copia. Planteó que durante la replicación la copia que se sintetizaba tomaba alternativamente como molde una u otra cadena del ADN parental, por lo que simultáneamente se recombinaban los genes En la actualidad sabemos que el entrecruzamiento no se produce por este mecanismo, y que tiene una gran precisión a nivel molecular Conversión génica. Es un proceso de intercambio genético no recíproco que puede producir proporciones anormales de gametos después de la meiosis. El descubrimiento de la conversión génica por Lindegren en Sacharomyces fue el punto de mecanismo para esclarecer el mecanismo de recombinación, ya que las teorías sobre el entrecruzamiento tendrían que dar una explicación satisfactoria a este fenómeno Octadas Distribución de productos Cuatro pares de ticas en el asca sin esporas Cuatro productos meióticos. (nel rrrrrass sa Era Ea maes Postmeistca sy dl contromero (crométidas 2 y 3 a en este caso). == 2A:2a: 2A:2a o (Con Frecuencia aparecen oras ordenaciones (34 Ja / 24: /2A: 12: 1A-ta:1A-2a y oras) Po Como resultado de la conversión génica se obtienen combinaciones u ordenaciones alélicas que no se corresponden a las esperadas - Whitehouse propone la teoría del ADN híbrido para explicar las ordenaciones anómalas - La teoría ha sido sustituida por el modelo de Holliday con las modificaciones introducidas por Messelson y Radding Estos modelos son los más aceptados hoy en día, entre otras causas, porque no requieren una cantidad tan elevada de síntesis de ADN durante la recombinación (como proponía el modelo anterior), que no ha sido demostrada La recombinación es el intercambio de información genética entre moléculas de ADN, cuando el intercambio se produce entre moléculas de ADN homólogas se denomina recombinación homóloga. Este proceso tiene lugar en el entrecruzamiento, durante el cual se intercambian regiones homólogas de los cromosomas y los alelos se mezclan en nuevas combinaciones. La recombinación es un proceso genético de suma importancia ya que aumenta la variación genética Rotura y reunión de las moléculas de ADN. Cuando ocurren los quiasmas (visión citológica del entrecruzamiento o crossing-over) y el entrecruzamiento a nivel citológico los cromosomas homólogos realizan un intercambio físico de segmentos. Hay un proceso de rotura y reunión de las moléculas de ADN La demostración de la existencia de la rotura y reunión de las moléculas de ADN durante la recombinación se realizó mediante el experimento de Messelson y Weigle con el fago lambda: marcaron dos cepas de este fago haciéndolas crecer en distintos medios, uno con isótopos pesados y otro con isótopos ligeros. Con ellas, coinfectaron E. coli, bajo condiciones que no permitían la replicación del fago (para evitar interferencias de la replicación en el experimento). En la coinfección de una bacteria el genoma vírico de un fago puede recombinar con otro. Pasado un tiempo, se aislaron los fagos, se lisaron y se analizaron sus DNAs en un gradiente de densidad. Los fagos que no se habían recombinado, se situaban en las bandas correspondientes a los isótopos con los que iban marcado. Sin embargo, los fagos recombinantes se situaban en bandas intermedias (entre las dos anteriores), según el tamaño del segmento intercambiado, lo que demostraba que la recombinación a nivel molecular implicaba la rotura y reunión de las moléculas de DNA, Con esto se determina la existencia de fagos recombinantes. (Los marcadores se situaron en uno de los extremos del genoma del fago lambda) a pra : a A OOO recombinación En un corte norte-sur A pasa a estar ligado a b y a pasa a estar ligado a B, quedando una región heterogénea en el medio. En recombinación se favorece este tipo de corte, pero no se conoce por qué Como subproducto de la recombinación siempre se produce DNA heterodúplex, que puede ser heterogéneo si el alelo que existe en cada cromátida es diferente El dímero rupC es la enzima que realiza los cortes endonucleásicos. Errores en los cortes pueden producir errores en pauta de lectura n: 1] AM nesouzción coeEdo canos El modelo de Holliday explica la conversión génica en base a la existencia de regiones heterodúplex. Al observar la recombinación en esporas, cuando haya recombinación se producen dobles hélices híbridas, que pueden entrar en mitosis tras repararse o entrar en mitosis sin repararse En la mitosis sin corrección hay una cromátida resultante del proceso recombinatorio que es A/a en sus hélices. Como resultado, se obtienen dos esporas que, en lugar de ser idénticas, son distintas (la hélice A replica y la hélice a replica dando dos esporas diferentes). Esto da lugar una pareja de esporas dispar en cualquiera de las esporas (ya que puede producirse en cualquier cromátida, incluso en las 4). En la mitosis con corrección anterior a la mitosis, el heterodúplex es reconocido por mecanismos de reparación. En este caso no hay marcas de metilación en las cadenas nuevas y antiguas que los hagan distintivas, por lo que el sistema de reparación corrige tomando como molde cualquiera de las hélices (Los sucesos de corrección o no son independientes, lo cual genera variaciones en las proporciones de esporas) Parejas de esporas >>]|»>] mal Recombinación Hetero — Se muestra blo no dels dos Hateroduplex formados. ——— [nu tos sin corrección “Corrección del heterodu cel heteraduplex antes de mitosis Y = 0 —= 5] Pe qa moss, El Parejo de Pareja de esporas Modelo de Meselson-Radding de recombinación homóloga - Modifica el modelo de Holliday, que no explica todos los resultados experimentales, que apuntan a que la conversión génica y la formación de ADN heterodúplex se dan fundamentalmente en una sola cadena La diferencia fundamental es que se genera un corte en una sola de las cadenas, que sería el acontecimiento iniciador del proceso. Inmediatamente se inicia un pulso de síntesis de ADN en la cadena en que se ha producido el corte a partir del extremo 3'OH libre. Este proceso de síntesis provoca el desplazamiento de la cadena cortada hacia el extremo 3”. Detrás del corte, la cadena desplazada invade a la doble hélice homóloga, lo que genera un bucle D La porción de cadena incluida en el bucle será posteriormente degradada enzimáticamente. Una ligasa sella los huecos y se forma un intermediario de Holliday. La resolución del intermediario se podrá dar por cortes análogos a los del modelo de Holliday, es decir, este-oeste o norte-sur, lo que generaría ADN heterodúplex solo en una de las cadenas. No obstante, la migración de las cadenas y la posterior resolución del intermediario explica la aparición de ADN heterodúplex en las dos cadenas ni ==> o tigación == —=— AS '—' ÁS [a] >€6 a == DN —— CorteE20 —CorteM9S RESOLUCIÓN CorteEF 0 CorteN>S mn Y Intermediario de Holliday Generación de ADN heteroduplex Generación de ADN heteroduplex 'en una de las cadenas “en las dos cadenas