Una secuencia palindrómica es una secuencia de ácido nucleico en una molécula de ADN o ARN bicatenario en la que la lectura en una determinada dirección (por ejemplo, de 5' a 3' ) en una de las cadenas es idéntica a la secuencia en la misma dirección (por ejemplo, de 5' a 3') en la cadena complementaria . Por lo tanto, esta definición de palíndromo depende de que las cadenas complementarias sean palindrómicas entre sí.
El significado de palíndromo en el contexto de la genética es ligeramente diferente de la definición utilizada para palabras y oraciones. Dado que una doble hélice está formada por dos cadenas antiparalelas pareadas de nucleótidos que corren en direcciones opuestas , y los nucleótidos siempre se aparean de la misma manera ( adenina (A) con timina (T) en el ADN o uracilo (U) en el ARN; citosina (C) con guanina (G)), se dice que una secuencia de nucleótidos (monocatenaria) es un palíndromo si es igual a su complemento inverso . Por ejemplo, la secuencia de ADN es palindrómica con su complementoACCTAGGT nucleótido por nucleótido porque invertir el orden de los nucleótidos en el complemento da la secuencia original. TGGATCCA
Una secuencia de nucleótidos palindrómica es capaz de formar una horquilla . La porción del tallo de la horquilla es una porción pseudo-bicatenaria ya que toda la horquilla es parte de la misma (única) hebra de ácido nucleico. Los motivos palindrómicos se encuentran en la mayoría de los genomas o conjuntos de instrucciones genéticas . Se han investigado especialmente en cromosomas bacterianos y en los llamados Elementos Mosaicos Intercalados Bacterianos ( BIME ) dispersos sobre ellos. En 2008, un proyecto de secuenciación del genoma descubrió que grandes porciones de los cromosomas humanos X e Y están dispuestos como palíndromos. [1] Una estructura palindrómica permite que el cromosoma Y se repare a sí mismo doblándose en el medio si un lado está dañado.
Los palíndromos también parecen encontrarse con frecuencia en las secuencias de péptidos que forman las proteínas, [2] [3] pero su papel en la función de las proteínas no se conoce con claridad. Se ha sugerido que la existencia de palíndromos en péptidos podría estar relacionada con la prevalencia de regiones de baja complejidad en las proteínas, ya que los palíndromos se asocian con frecuencia con secuencias de baja complejidad. Su prevalencia también puede estar relacionada con la propensión de dichas secuencias a formar hélices alfa [4] o complejos proteína/proteína. [5]
Las secuencias palindrómicas desempeñan un papel importante en la biología molecular . Debido a que una secuencia de ADN es de doble cadena, se leen los pares de bases (no solo las bases de una cadena) para determinar un palíndromo. Muchas endonucleasas de restricción (enzimas de restricción) reconocen secuencias palindrómicas específicas y las cortan. La enzima de restricción EcoR1 reconoce la siguiente secuencia palindrómica:
5'- GAATTC -3' 3'- CTTAAG -5'
La cadena superior indica 5'-GAATTC-3', mientras que la cadena inferior indica 3'-CTTAAG-5'. Si se da vuelta la cadena de ADN, las secuencias son exactamente las mismas (5'GAATTC-3' y 3'-CTTAAG-5'). A continuación se muestran más enzimas de restricción y las secuencias palindrómicas que reconocen:
Las secuencias palindrómicas también pueden tener sitios de metilación . [ cita requerida ] Estos son los sitios donde un grupo metilo se puede unir a la secuencia palindrómica. La metilación hace que el gen resultante sea inactivo; esto se llama inactivación insercional o mutagénesis insercional . Por ejemplo, en PBR322, la metilación en el gen resistente a la tetraciclina hace que el plásmido sea susceptible a la tetraciclina; después de la metilación en el gen resistente a la tetraciclina, si el plásmido se expone al antibiótico tetraciclina, no sobrevive.
La diversidad de genes del receptor de células T (TCR) se genera mediante inserciones de nucleótidos en la recombinación V(D)J a partir de sus segmentos V, D y J codificados en la línea germinal . Las inserciones de nucleótidos en las uniones VD y DJ son aleatorias, pero algunos pequeños subconjuntos de estas inserciones son excepcionales, ya que de uno a tres pares de bases repiten inversamente la secuencia del ADN de la línea germinal. Estas secuencias palindrómicas complementarias cortas se denominan nucleótidos P. [6]