Metilación del ADN y de Histonas

Metilación

• La metilación del ADN implica la adición de un grupo metilo (CH3) a la posición 5 de una citosina en una secuencia CpG.
• Es un proceso clave en la regulación de la expresión genética, el desarrollo y la estabilidad del genoma.
• Afecta la expresión genética, la regulación epigenética y la estabilidad del genoma.
• Ocurre principalmente en residuos de citosina en el ADN o en lisinas y argininas en histonas.
• La ADN metiltransferasa (DNMT) añade grupos metilo a las citosinas en secuencias CpG.
• La metilación de los promotores de los genes silencia su expresión.
• La metilación tiene un papel fundamental en el control del desarrollo embrionario y la impronta genética.

Metilación de Histonas

• La histonmetiltransferasa (HMT) añade grupos metilo a residuos de lisina y arginina en histonas.
• La metilación de H3K9 reprime la transcripción, compactando la cromatina.
• La metilación de H3K4 activa la transcripción, abriendo la cromatina.

Desmetilación

• La desmetilación es el proceso inverso a la metilación, reactivando los genes silenciados.
• El proceso es llevado a cabo por las desmetilasas.
• La desmetilación permite la expresión de los genes en respuesta a estímulos.
• La pérdida de metilación en regiones críticas puede activar oncogenes y contribuir al desarrollo del cáncer.

Implicaciones en la Salud

• La metilación aberrante se relaciona con enfermedades como el cáncer y enfermedades neurológicas.
• En el cáncer, se observa hipermetilación de genes supresores de tumores.
• Desórdenes neurológicos, como el síndrome de Rett, son causados por mutaciones en proteínas relacionadas con la metilación.

ADN Polimerasa β

• La ADN polimerasa β no tiene actividad exonucleasa de proofreading.
• Se encarga principalmente de la reparación de pequeños daños en el ADN.
• Errores persistentes en la reparación pueden contribuir a la acumulación de mutaciones.

ADN Polimerasa γ

• La ADN polimerasa γ es esencial para la replicación y reparación del ADN mitocondrial.
• Es un complejo heterotrimérico compuesto por una subunidad catalítica (POLG) y dos subunidades accesorias (POLG2).
• La subunidad catalítica (POLG) posee actividad polimerasa y exonucleasa 3-5.
• Pol γ sintetiza ambas hebras del ADN mitocondrial, replicando el genoma circular mediante un modelo de replicación desplazado.
• Trabaja en conjunto con factores como la helicasa Twinkle y la primasa mitocondrial.
• participa en la reparación por escisión de bases (BER) dentro de la mitocondria, removiendo bases dañadas.

Topoisomerasas

• Las topoisomerasas son enzimas que alteran la topología del ADN, resolviendo tensiones y enredos.
• Se clasifican en tipo I y tipo II.
• Las topoisomerasas tipo II cortan ambas hebras de la doble hélice de ADN.
• Son cruciales en la replicación, transcripción y condensación cromosómica.
• Son objetivos de fármacos antitumorales y antibacterianos.

Horquilla de Replicación

• La replicación del ADN inicia en sitios específicos llamados puntos de origen.
• La estructura en forma de "Y" que se forma durante la replicación se denomina horquilla de replicación.
• La horquilla de replicación está compuesta por hebras parentales, hebras hijas y la región bifurcada.

Interconexión de las Rutas Metabólicas

• La glucosa-6-fosfato es un metabolito clave que participa en diferentes rutas metabólicas.
• Su destino determina el flujo de carbonos en las rutas metabolicas, afectando a otras rutas.

Modificación Covalente: Regulación de Procesos Celulares

• La modificación covalente de proteínas regula la actividad enzimática, la localización celular, la degradación de proteínas y las interacciones entre proteínas.
• Tipos principales de modificación covalente: ubiquitinación, fosforilación, metilación y acetilación.

Fosforilación

• La fosforilación es la adición de un grupo fosfato a un residuo de serina, treonina o tirosina.
• Es catalizada por quinasas y revertida por fosfatasas.
• La fosforilación puede activar o inhibir la actividad de las proteínas, afectar su ubicación y promover interacciones.