En genética , una inserción (también llamada mutación de inserción ) es la adición de uno o más pares de bases de nucleótidos en una secuencia de ADN . Esto puede suceder a menudo en regiones de microsatélites debido al deslizamiento de la ADN polimerasa . Las inserciones pueden tener cualquier tamaño, desde un par de bases insertado incorrectamente en una secuencia de ADN hasta una sección de un cromosoma insertada en otro. Se cree que el mecanismo de las mutaciones de inserción de una sola base más pequeñas se produce mediante la separación de pares de bases entre la plantilla y las cadenas del cebador seguida del apilamiento de bases no vecinas, que puede ocurrir localmente dentro del sitio activo de la ADN polimerasa. [1] A nivel cromosómico , una inserción se refiere a la inserción de una secuencia más grande en un cromosoma. Esto puede suceder debido a un cruce desigual durante la meiosis .
La adición de la región N es la adición de nucleótidos no codificados durante la recombinación por la desoxinucleotidil transferasa terminal .
La inserción de nucleótidos P es la inserción de secuencias palindrómicas codificadas por los extremos de los segmentos del gen recombinante.
Las repeticiones de trinucleótidos se clasifican como mutaciones de inserción [2] [3] y, a veces, como una clase separada de mutaciones. [4]
La nucleasa de dedo de zinc (ZFN) , las nucleasas efectoras similares a activadores de la transcripción (TALEN) y la edición de genes CRISPR son los tres métodos principales utilizados en la investigación anterior para lograr la inserción de genes. Y las herramientas CRISPR/Cas ya se han convertido en uno de los métodos más utilizados para presentar investigaciones.
Basados en herramientas CRISPR/Cas , ya se han desarrollado diferentes sistemas para lograr funciones específicas. Por ejemplo, una estrategia es el sistema de corte de nucleasas de doble hebra, utilizando la proteína Cas9 normal con ARN guía único (sgRNA) y luego logrando la inserción del gen mediante la unión de extremos o la división de células con el sistema de reparación del ADN . [5] Otro ejemplo es el sistema de edición principal , que utiliza la nickasa Cas9 y el ARN guía de edición principal (pegRNA) que transporta los genes objetivo. [5]
Una limitación de la tecnología actual es que el tamaño para la inserción precisa del ADN no es lo suficientemente grande [6] para satisfacer la demanda de investigación del genoma. La transposición de ADN guiada por ARN es un área emergente para resolver este problema. [7] Se espera que se desarrollen y apliquen métodos más eficientes en el área de la ingeniería genómica.
Las inserciones pueden ser particularmente peligrosas si ocurren en un exón , la región codificante de aminoácidos de un gen . Una mutación por cambio de marco , una alteración en el marco de lectura normal de un gen, se produce si el número de nucleótidos insertados no es divisible por tres, es decir, el número de nucleótidos por codón . Las mutaciones de cambio de marco alterarán todos los aminoácidos codificados por el gen después de la mutación. Por lo general, las inserciones y la posterior mutación por cambio de marco harán que la traducción activa del gen encuentre un codón de parada prematuro , lo que provocará el fin de la traducción y la producción de una proteína truncada. Las transcripciones que portan la mutación de cambio de marco también pueden degradarse mediante desintegración mediada por Nonsense durante la traducción, por lo que no dan como resultado ningún producto proteico. Si se traducen, las proteínas truncadas con frecuencia no pueden funcionar correctamente o no pueden funcionar en absoluto y pueden dar lugar a cualquier número de trastornos genéticos dependiendo del gen en el que se produce la inserción. [8]
Las inserciones dentro del marco ocurren cuando el marco de lectura no se altera como resultado de la inserción; el número de nucleótidos insertados es divisible por tres. El marco de lectura permanece intacto después de la inserción y lo más probable es que la traducción se complete si los nucleótidos insertados no codifican un codón de parada. Sin embargo, debido a los nucleótidos insertados, la proteína terminada contendrá, dependiendo del tamaño de la inserción, múltiples aminoácidos nuevos que pueden afectar la función de la proteína.
