Reparación de desajustes de ADN: corrección de errores que ocurren durante la replicación del ADN

Publicado el 27 octubre, 2020

Reparación de ADN

Hemos estado hablando mucho sobre mutaciones o cambios en las secuencias de ADN y los efectos que pueden tener en las células. Puedes comparar mutaciones con errores tipográficos: todas esas palabras mal escritas pueden sumarse y convertir una secuencia de ADN en un montón de palabrería. También hemos hablado de algunas formas diferentes en que pueden ocurrir mutaciones, es decir, cuando las células están expuestas a mutágenos químicos e irradiación. Las mutaciones también pueden ocurrir debido a errores que se cometen cuando la célula replica su ADN. ¡Guauu! ¿Cómo sobreviven las células frente a todas estas mutaciones?

Bueno, las células son criaturas bastante impresionantes, como ya sabrás. Tienen muchas formas diferentes de corregir mutaciones y otros tipos de daños en el ADN y hacer que la secuencia de ADN vuelva a la normalidad. En esta lección, aprenderemos sobre la reparación de desajustes, que es como el corrector ortográfico de una celda. Mediante la reparación de desajustes, las células pueden corregir los errores que ocurren durante la replicación del ADN.

Reparación de desajustes

En la reparación de desajustes , los errores que ocurren durante la replicación del ADN se reconocen, eliminan y reemplazan. Bastante impresionante, pero ¿cómo funciona?

Usted sabe que durante la replicación del ADN, la doble hélice del ADN se desenrolla para que la ADN polimerasa pueda usar la hebra parental de ADN como plantilla o receta para averiguar qué secuencia debe tener la nueva hebra. Agrega nucleótidos uno por uno, pero ¿cómo sabe qué nucleótido colocar en cada lugar? Coloca el nucleótido que puede emparejarse con el nucleótido frente a él. Por ejemplo, si hay una A en la hebra parental, la ADN polimerasa colocará una T frente a ella.

Pero nadie es perfecto, incluida la ADN polimerasa. A veces, introduce el nucleótido incorrecto y luego continúa. Este par de bases no coincidentes provoca una mutación puntual, que se puede considerar como un error tipográfico en la secuencia de ADN de la nueva hebra.

Reconociendo el error

Afortunadamente, las células tienen un mecanismo de revisión ortográfica. Tienen una forma de reconocer esos errores tipográficos de inmediato y corregirlos. La llamada maquinaria de reparación de desajustes es un grupo de proteínas que trabajan juntas para llevar a cabo la reparación de desajustes. Primero, estas proteínas deben buscar protuberancias reveladoras en la columna vertebral del ADN.

Espera un minuto, ¿qué golpes? Bueno, si la ADN polimerasa se coloca en un nucleótido incorrecto, el emparejamiento de bases no será tan estrecho y cómodo como lo haría normalmente, porque las dos bases no se adhieren tan bien como normalmente lo hacen. Hay un poco más de espacio entre ellos porque los enlaces de hidrógeno que normalmente mantienen unidos los pares de bases no podrán formarse.

Reconociendo la rama parental

Después de que la maquinaria de reparación de desajustes reconozca un bulto, escaneará la hebra de ADN en ambas direcciones hasta que encuentre algo realmente importante: grupos metilo . Estos son pequeños CH3 que decoran la hebra de ADN cada mil pares de bases aproximadamente. ¿Qué tienen que ver los grupos metilo con algo? Resulta que los grupos metilo son una forma de que la maquinaria de reparación de errores de apareamiento reconozca la hebra parental de ADN en contraposición a la nueva hebra. Solo la hebra parental tiene grupos metilo porque a la nueva hebra le lleva un poco de tiempo agregarle grupos metilo.

¿Por qué importa esto? Bueno, si hay un error en el nuevo capítulo, querrás corregirlo, ¿verdad? Lo que no desea hacer es cambiar la secuencia de la copia maestra, es decir, la cadena parental, para que coincida con el error en la nueva cadena. Eso sería añadir un insulto a la herida; haciendo más daño en lugar de reparar el daño. Por lo tanto, es importante que la maquinaria de reparación de desajustes sepa qué hebra reparar y qué hebra dejar sola.

De acuerdo, tengo una confesión que hacer. Todo lo que les acabo de contar sobre los grupos metilo se descubrió realmente mediante el estudio de las bacterias. Entonces, así es como las bacterias distinguen la cadena de ADN parental de la nueva cadena de ADN. Desafortunadamente, los científicos aún no saben cómo las células humanas distinguen las dos hebras. Está claro que las células humanas distinguen las hebras de alguna manera, pero no tiene que ver con los grupos metilo. Hmm, lo resolveremos todo eventualmente.

De todos modos, una vez que la maquinaria de reparación de desajustes determina qué hebra es la nueva hebra, cortará y eliminará una pequeña parte de la nueva hebra que contiene el error. Ahora hay un espacio vacío, y la ADN polimerasa entrará y llenará el espacio con nuevos nucleótidos, con suerte, esta vez sin cometer un error.

Reparación de desajustes y cáncer

La reparación de los desajustes es crucial para nuestras células. Sabemos esto porque varios tipos hereditarios de cáncer ocurren cuando las personas tienen genes defectuosos de reparación de desajustes. Si la reparación de los desajustes no funciona, las células acumularán mutaciones muy rápidamente porque no se están reparando los errores en la replicación del ADN. Todas esas mutaciones pueden conducir a varios tipos de cáncer, incluyendo cáncer de colon, cáncer de ovario, cáncer de estómago, cáncer de mama, cáncer de pulmón … y la lista sigue y sigue.

Resumen de la lección

En la lección de hoy, escuchamos sobre la reparación de desajustes , que es cuando los errores que ocurren durante la replicación del ADN son reconocidos, eliminados y reemplazados. El primer paso para reparar una falta de coincidencia es reconocer el error que se cometió. La maquinaria de reparación de desajustes , un grupo de proteínas que trabajan juntas para llevar a cabo la reparación de desajustes, lo hace al encontrar protuberancias reveladoras en la columna vertebral del ADN. Estas protuberancias son causadas por, bueno, un par de bases no coincidente. Cuando las dos bases incorrectas intentan emparejarse, no podrán acurrucarse tan juntas como de costumbre porque no se podrán formar enlaces de hidrógeno.

Una vez que se reconoce el bulto, la maquinaria de reparación de desajustes escanea el ADN en busca de grupos metilo , CH3 que decoran solo la hebra parental cada mil pares de bases aproximadamente. Así es como la maquinaria de reparación de desajustes sabe qué hebra arreglar (la nueva hebra) y qué hebra dejar sola (la copia maestra, que es la hebra parental).

Finalmente, la maquinaria de reparación de desajustes corta y elimina una sección de la nueva hebra que contiene el error. La ADN polimerasa entrará y llenará el vacío con nuevos nucleótidos y, con suerte, ¡esta vez no se equivocará!

Los resultados del aprendizaje

El contenido educativo de esta lección en video puede prepararlo para lograr estos objetivos:

  • Expresar conocimiento de la reparación del ADN y la reparación de desajustes.
  • Detallar las funciones de la maquinaria de reparación de desajustes.
  • Reconocer la importancia de los grupos metilo y las cadenas parentales.
  • Discutir la correlación entre la reparación de desajustes y el cáncer

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