Enzimas de recombinación genética.
Las recombinasas son enzimas de recombinación genética .
Recombinasas específicas de sitio
Las ADN recombinasas se utilizan ampliamente en organismos multicelulares para manipular la estructura de los genomas y controlar la expresión genética . Estas enzimas, derivadas de bacterias ( bacteriófagos ) y hongos , catalizan reacciones de intercambio de ADN direccionalmente sensibles entre secuencias cortas (30 a 40 nucleótidos ) de sitios diana que son específicas de cada recombinasa . Estas reacciones permiten cuatro módulos funcionales básicos: escisión/inserción, inversión, translocación e intercambio de casetes , que se han utilizado individualmente o combinados en una amplia gama de configuraciones para controlar la expresión génica. [1] [2] [3] [4] [5]
Los tipos incluyen:
Recombinación homóloga
Las recombinasas tienen un papel central en la recombinación homóloga en una amplia gama de organismos. Estas recombinasas se han descrito en arqueas , bacterias , eucariotas y virus .
arqueas
La recombinasa RadA del arqueón Sulfolobus solfataricus cataliza el emparejamiento del ADN y el intercambio de cadenas, pasos centrales en la reparación recombinacional. [6] La recombinasa RadA tiene mayor similitud con la recombinasa eucariota Rad51 que con la recombinasa RecA bacteriana. [6]
bacterias
La recombinasa RecA parece estar universalmente presente en las bacterias. RecA tiene múltiples funciones, todas ellas relacionadas con la reparación del ADN . RecA tiene un papel central en la reparación de las horquillas de replicación detenidas por daños en el ADN y en el proceso sexual bacteriano de transformación genética natural . [7] [8]
Eucariotas
El Rad51 eucariota y sus familiares relacionados son homólogos de las recombinasas RecA bacterianas y RadA de arqueas. Rad51 está altamente conservado desde la levadura hasta los humanos. Tiene una función clave en la reparación recombinacional de daños en el ADN, en particular daños de doble hebra, como roturas de doble hebra. En humanos, la sobreexpresión o subexpresión de Rad51 ocurre en una amplia variedad de cánceres .
Durante la meiosis , Rad51 interactúa con otra recombinasa, Dmc1 , para formar un filamento presináptico que es un intermediario en la recombinación homóloga . [9] La función de Dmc1 parece estar limitada a la recombinación meiótica. Al igual que Rad51, Dmc1 es homólogo de la RecA bacteriana.
Virus
Algunos virus de ADN codifican una recombinasa que facilita la recombinación homóloga. Un ejemplo bien estudiado es la recombinasa UvsX codificada por el bacteriófago T4 . [10] UvsX es homólogo de RecA bacteriano. "UvsX, como RecA, puede facilitar la asimilación de ADN monocatenario lineal en un dúplex de ADN homólogo para producir un bucle D" .
Referencias
- ^ Nern, A; Pfeiffer, BD; Svoboda, K ; Rubin, gerente general (23 de agosto de 2011). "Múltiples recombinasas nuevas de sitio específico para su uso en la manipulación de genomas animales". Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 108 (34): 14198–203. Código bibliográfico : 2011PNAS..10814198N. doi : 10.1073/pnas.1111704108 . PMC 3161616 . PMID 21831835.
- ^ García-Otín, AL; Guillou, F (1 de enero de 2006). "Dirección al genoma de mamíferos mediante recombinasas específicas de sitio". Fronteras en Biociencia . 11 : 1108–36. doi : 10.2741/1867 . PMID 16146801.
- ^ Dymecki, SM; Kim, JC (5 de abril de 2007). "Las" tres G "de la neuroanatomía molecular: una introducción". Neurona . 54 (1): 17–34. doi :10.1016/j.neuron.2007.03.009. PMC 2897592 . PMID 17408575.
- ^ Luan, H; White, BH (octubre de 2007). "Métodos combinatorios para la focalización de genes neuronales refinados". Opinión actual en neurobiología . 17 (5): 572–80. doi :10.1016/j.conb.2007.10.001. PMID 18024005. S2CID 36457021.
- ^ Fenno, LE; Mattis, J; Ramakrishnan, C; Hyun, M; Lee, SY; Él, M; Tucciarone, J; Selimbeyoglu, A; Berndt, A; Grosenick, L; Zalocusky, KA; Bernstein, H; Swanson, H; Perry, C; Diester, yo; Boyce, FM; Bajo, CE; Nunca; Huang, ZJ; Deisseroth, K (julio de 2014). "Apuntar a células con vectores únicos utilizando lógica booleana de múltiples funciones". Métodos de la naturaleza . 11 (7): 763–72. doi :10.1038/nmeth.2996. PMC 4085277 . PMID 24908100.
- ^ ab Seitz EM, Brockman JP, Sandler SJ, Clark AJ, Kowalczykowski SC (1998). "La proteína RadA es un homólogo de la proteína RecA arqueal que cataliza el intercambio de cadenas de ADN". Desarrollo de genes . 12 (9): 1248–53. doi :10.1101/gad.12.9.1248. PMC 316774 . PMID 9573041.
- ^ Cox MM, Goodman MF, Kreuzer KN, Sherratt DJ, Sandler SJ, Marians KJ (2000). "La importancia de reparar las bifurcaciones de replicación detenidas". Naturaleza . 404 (6773): 37–41. Código Bib :2000Natur.404...37C. doi :10.1038/35003501. PMID 10716434. S2CID 4427794.
- ^ Michod RE, Bernstein H, Nedelcu AM (2008). "Valor adaptativo del sexo en patógenos microbianos". Infectar. Gineta. Evolución . 8 (3): 267–85. doi :10.1016/j.meegid.2008.01.002. PMID 18295550.
- ^ Crickard JB, Kaniecki K, Kwon Y, Sung P, Greene EC (2018). "Autosegregación espontánea de ADN recombinasas Rad51 y Dmc1 dentro de filamentos de recombinasa mixtos". J. Biol. química . 293 (11): 4191–4200. doi : 10.1074/jbc.RA117.001143 . PMC 5858004 . PMID 29382724.
- ^ Bernstein C, Bernstein H (2001). Reparación del ADN en bacteriófagos. En: Nickoloff JA, Hoekstra MF (Eds.) Daño y reparación del ADN, Vol.3. Avances del fago al ser humano. Humana Press, Totowa, Nueva Jersey, págs. 1–19. ISBN 978-0896038035
enlaces externos
