En genética , un minisatélite es un tramo de ADN repetitivo en el que ciertos motivos de ADN (que varían en longitud entre 10 y 60 pares de bases ) normalmente se repiten de dos a varios cientos de veces. [1] Los minisatélites se encuentran en más de 1.000 lugares del genoma humano y se destacan por su alta tasa de mutación y su alta diversidad en la población. [2] Los minisatélites son prominentes en los centrómeros y telómeros de los cromosomas , estos últimos protegen los cromosomas del daño. El nombre "satélite" se refiere a la observación inicial de que la centrifugación del ADN genómico en un tubo de ensayo separa una capa prominente de ADN en masa de las capas "satélite" de ADN repetitivo que la acompañan. Los minisatélites son pequeñas secuencias de ADN que no codifican proteínas pero que aparecen en todo el genoma cientos de veces, con muchas copias repetidas una al lado de la otra.
Los minisatélites y sus primos más cortos, los microsatélites , se clasifican juntos como ADN VNTR (número variable de repeticiones en tándem). De manera confusa, los minisatélites a menudo se denominan VNTR, y los microsatélites a menudo se denominan repeticiones cortas en tándem (STR) o repeticiones de secuencia simple (SSR). [3] [4]
Los minisatélites consisten en motivos repetitivos, generalmente ricos en GC , cuya longitud varía entre 10 y más de 100 pares de bases. Estas repeticiones variantes están entremezcladas en tándem. Algunos minisatélites contienen una secuencia central (o "unidad central") de nucleobases "GGGCAGGANG" (donde N puede ser cualquier base) o, más generalmente, constan de motivos de secuencia de purinas ( adenina (A) y guanina (G)) y pirimidinas ( citosina ). (C) y timina (T)). [ cita necesaria ]
Los minisatélites hipervariables tienen unidades centrales de 9 a 64 pb de largo y se encuentran principalmente en las regiones centroméricas. [5]
En los seres humanos, el 90% de los minisatélites se encuentran en la región subtelomérica de los cromosomas. La secuencia de los telómeros humanos en sí es una repetición en tándem: TTAGGG TTAGGG TTAGGG...
Se ha implicado a los minisatélites [ cita necesaria ] como reguladores de la expresión genética (por ejemplo, en niveles de transcripción , empalme alternativo o control de impresión ). Generalmente son ADN no codificantes pero en ocasiones forman parte de posibles genes . [ cita necesaria ]
Los minisatélites también constituyen los telómeros cromosómicos, que protegen los extremos de un cromosoma del deterioro o de la fusión con los cromosomas vecinos.
Los minisatélites se han asociado con sitios frágiles de los cromosomas y están próximos a varios puntos de interrupción de translocación recurrente.
Se ha demostrado que algunos minisatélites humanos (~1%) son hipermutables, con una tasa de mutación promedio en la línea germinal superior al 0,5% hasta más del 20%, lo que los convierte en la región más inestable del genoma humano conocida hasta la fecha. Si bien otros genomas (ratón, rata y cerdo) contienen secuencias similares a minisatélites, no se encontró que ninguno fuera hipermutable. Dado que todos los minisatélites hipermutables contienen variantes internas, proporcionan sistemas extremadamente informativos para analizar los complejos procesos de rotación que ocurren en esta clase de repetición en tándem. El mapeo de repeticiones de variantes minisatélite mediante PCR (MVR-PCR) se ha utilizado ampliamente para trazar los patrones de intercalación de repeticiones de variantes a lo largo de la matriz, lo que proporciona detalles sobre la estructura de los alelos antes y después de la mutación. [ cita necesaria ]
Los estudios han revelado distintos procesos de mutación que operan en células somáticas y de la línea germinal. La inestabilidad somática detectada en el ADN sanguíneo muestra eventos intraalélicos simples y raros de dos a tres órdenes de magnitud menores que en los espermatozoides. Por el contrario, en la línea germinal se producen eventos complejos similares a conversiones interalélicas. [6]
Análisis adicionales de secuencias de ADN que flanquean los minisatélites humanos también han revelado un punto de cruce meiótico intenso y altamente localizado que se centra aguas arriba del lado inestable de los conjuntos de minisatélites. Por lo tanto, el recambio repetido parece estar controlado por la actividad recombinante en el ADN que flanquea la matriz repetida y da como resultado una polaridad de mutación. Estos hallazgos han sugerido que los minisatélites probablemente evolucionaron como espectadores de puntos críticos de recombinación meiótica localizados en el genoma humano. [ cita necesaria ]
Se ha propuesto que las secuencias de minisatélites alientan a los cromosomas a intercambiar ADN. En modelos alternativos, la presencia de puntos de acceso de doble hebra vecinos es la causa principal de las variaciones en el número de copias repetidas de los minisatélites. Se sugiere que los cambios somáticos son el resultado de dificultades de replicación (que podrían incluir deslizamientos de replicación , entre otros fenómenos). [ cita necesaria ]
Los estudios han demostrado [ cita necesaria ] que el destino evolutivo de los minisatélites tiende hacia una distribución equilibrada en el tamaño de los alelos, hasta que las mutaciones en el ADN flanqueante afectan la actividad recombinacional de un minisatélite al suprimir la inestabilidad del ADN. Un evento así conduciría en última instancia a la extinción de un minisatélite hipermutable por impulso meiótico.
El primer minisatélite humano fue descubierto en 1980 por AR Wyman y R. White. [7] Al descubrir su alto nivel de variabilidad, [8] Sir Alec Jeffreys desarrolló la toma de huellas dactilares de ADN basada en minisatélites, resolviendo el primer caso de inmigración mediante ADN en 1985, y el primer caso de asesinato forense, los asesinatos de Enderby en el Reino Unido, en 1986. Posteriormente, los minisatélites también se utilizaron para marcadores genéticos en análisis de ligamiento y estudios de población, pero pronto fueron reemplazados por perfiles de microsatélites en la década de 1990.
El término ADN satélite se origina a partir de la observación en la década de 1960 de una fracción de ADN cortado que mostraba una densidad flotante distinta, detectable como un "pico satélite" en la centrifugación en gradiente de densidad, y que posteriormente se identificó como grandes repeticiones centroméricas en tándem. Cuando más tarde se identificaron repeticiones en tándem más cortas (10 a 30 pb), pasaron a ser conocidas como minisatélites. Finalmente, con el descubrimiento de iteraciones en tándem de motivos de secuencia simples, se acuñó el término microsatélites.