Biología Molecular y Celular - Organización del Genoma Eucarionte PDF

Universidad Autónoma de Sinaloa Unidad Academica Facultad De Medicina Licenciatura En Medico General Biología molecular y celular Uriel Alberto Ángulo Zamudio Unidad 2. Organización del genoma eucarionte y la...

Universidad Autónoma de Sinaloa Unidad Academica Facultad De Medicina Licenciatura En Medico General Biología molecular y celular Uriel Alberto Ángulo Zamudio Unidad 2. Organización del genoma eucarionte y la expresión de genes Por Barreras Domínguez Ana Camila Camacho Lopez Maria José Camacho Castro Erick Said Castillo Fajardo Nancy de Grecia Camacho Cervantes Francisco Javier Castro Gonzales Joana Gisel Camacho Dominguez Johanna Citlaly Contreras Ontiveros Rubí Guadalupe  Ácidos nucleicos Los ácidos nucleicos constituyen el material genético de los organismos y son necesarios para el almacenamiento y la expresión de la información genética. Existen dos tipos de ácidos nucleicos química y estructuralmente distintos: el ácido desoxirribonucleico (ADN) y el ácido ribonucleico (ARN); ambos se encuentran en todas las células procariotas, eucariotas y virus. Composición de los ácidos nucleicos La unidad básica de los ácidos nucleicos es el nucleótido, una molécula orgánica compuesta por tres componentes: 1. Base nitrogenada, purina o pirimidina. 2. Pentosa, una ribosa o desoxirribosa según el ácido nucleico. 3. Grupo fosfato.  Bases nitrogenadas Las bases nitrogenadas son moléculas formadas de átomos de carbono y nitrógeno que crean anillos heterocíclicos. Se conocen dos tipos de bases nitrogenadas: las purinas y las pirimidinas. Las purinas se componen de dos anillos condensados, mientras que las pirimidinas están formadas por un solo anillo.  Bases nitrogenadas Las purinas características son adenina y guanina, ambas presentes en los nucleótidos del ADN. Las pirimidinas características de los ácidos nucleicos son la citosina, la timina y el uracilo. La T está presente en los nucleótidos que componen al ADN, mientras que la U sólo forma los nucleótidos que componen al ARN.  Pentosas Es un tipo de azúcar que tiene 5 átomos de carbono. La pentosa que compone el nucleótido es la D-desoxirribosa en el caso del ADN. Los nucleótidos que contienen desoxirribosa, se denominan desoxirribonucleótidos.  Grupo fosfato El grupo fosfato es el causante de las cargas negativas de los ácidos nucleicos y que le brinda características ácidas.  Estructura del ADN La información genética está contenida en el orden exacto de las bases nitrogenadas que componen los nucleótidos, y si se modifica alguna de estas bases o su orden, se alterará la información.  Estructura del ADN En células eucariotas el ADN se encuentra como una cadena doble de polidesoxirribonucleótidos. Las dos cadenas del ADN giran alrededor de un eje de simetría imaginario y forman una estructura helicoidal. La doble cadena del ADN tiene tres características principales: Es antiparalela. Es complementaria. Forma un giro helicoidal dextrógiro o levógiro. El ARN  El ARN Ácido ribonucleico Producto del proceso de transcripción del ADN. El ADN no puede salir del núcleo, así que lo hace mediante el ARN. Ácido nucleico más común en eucarioras, 1:10 (ADN:ARN) ARN VS ADN Diferencias estructurales con el ADN: 1. Es monocatenario. 2. Diferentes pentosas, ribosa. 3. Codifican con uracilo (U) en lugar de tiamina (T).  Estructura del ARN El ARN cuenta con tres estructuras posibles: Estructura primaria. Estructura lineal de nucleotidos, de secuencia 5' -> 3'. Estructura secundaria. Unión de las bases nitrogenadas complementarias de la misma secuencia local, esto por puentes de hidrogeno, estas se conocen como estructuras en pasador, las porciones que no se complementan se conocen como loop.  Estructura del ARN Estructura terciaria. Unión de las bases nitrogenadas de una misma secuencia con las de otra region.  Tipos del ARN El ARN cuenta con distintas formas, químicamente iguales más de función distinta. ARN heterogeneo nuclear (ARNhn). Tambien conocido como transcrito primario, con el inicia el proceso de transcripción y de aquí el ARN se diferencia en sus otros tipos. ARN mensajero (ARNm). Esta es la receta para la síntesis proteica, de origen en el núcleo, saliendo de este y localizandose en el citoplasma, de longitud variable según el metabólito codificado dando inicio y fin a su proceso; cuenta con CAP5 y una cola poliA en su estructura, alargando su durabilidad en el citoplasma.  Tipos del ARN ARN de transferencia (ARNt). Compuesto por 75-90 nucleotidos, existen hasta 32 distintos Inosina Dihidrouridina tipos de ARNt, su función es participar en la Tiamina síntesis proteica siendo liberado junto a un aa. ARN ribosomal (ARNr). El ARNr se ubica dentro de los ribosomas, este ayuda a formar los ribosomas y participa en la síntesis proteica. ARN nuclear pequeño (ARNsm). Ubicado sobre el núcleo celular, con la misión de lograr la maduración del ARNhn, esto lo hace mezclandose con proteínas llamadas "ribonucleosomas pequeñas nucleares" (RNPsn) destruyendo así los intrones.  Tipos del ARN Enzimas de ARN. Se denominados ribozimas, tienen el objetivo de cualquier enzima y un ejemplo del uso seria en la maduración del ARNhn. Los siguientes, riARN y miARN son mecanismos reguladores del ARN, explayandonos: riARN. Descubierto en 1999 por David Baulcome, se compone de 20-25 nucleotidos y su función es provocar la degradación enzimática del ARN afectado. miARN. Descubierto en 1993 por Victor Ambros, se compone de 21-23 nucleotidos y su función es bloquear la traducción del ARN. Secuencias codificantes. Intrones y exones. Alelos  Transcripción El proceso de transcripción se lleva a cabo sobre el núcleo celular. Se consta de la síntesis de ARN gracias a la doble cadena de ADN, copiando la secuencia de estas. El ARN transporta y comparte fuera del núcleo los mensajes que el ADN no puede expresar desde su localidad.  Transcripción Para la transcripción se trabaja con dos cadenas de ADN, estas se conocen como: Cadena codificante. Se copia la secuencia de este. Cadena molde. Antiparalela y complementaria al ARN. El ARN sintetizado es en cuanto a secuencia y estructura idéntico a la cadena codificante, más T cambia por U  Transcripción La porción de ADN que fue copiada para sintetizar ARN se conoce como gen. Gen: Secuencia lineal de nucleotidos qué generan ARN funcional. Las porciones donde se ubican los genes dentro de las cadenas de ADN se conocen como locus. Hasta ahora se conocen hasta 23,000 genes en el cuerpo humano.  Estructura de los genes La estructura de los genes divaga entre los eucariontes y procariontes: En procariontes, el material que codifica se conoce como operones, estos codifican diversos metabólitos. En eucariontes, la codificación sintetiza normalmente un solo metabolito, siendo especifico y de regulación más difícil. Los eucariontes codifican gracias a secuencias reguladores y secuencias codificantes sobre el ADN. Estructura de los genes El sitio donde comienza la secuencia codificante se conoce como +1, a como avanza hacia 3' se denomina corriente abajo, cerca del extremo 5' se conoce como -1 yendo corriente arriba, aquí se ubican las secuencias reguladores.  Estructura de los genes Existen dos zonas vitalicias para las regiones codificantes: Intrones. Descubiertos en 1977 por Sharp y Roberts, son zonas intraducibles que son eliminados por corte y empalme durante la fase de ARNhn. Exones. Zona de la secuencia que codifica para la síntesis de un metabólito.  Transcripción El proceso de transcripción inicia con el ARNhn, este sin modificación (extrones e intrones). Se modifica el ARNhn derivando distintos tipos de ARN (ARNm, ARNt o ARNm) Se sintetiza la proteína. En procariotas la modificación no se da, porque no es necesario, el ARN codifica tal cual.  Secuencias repetidas El ADN repetitivo se define como una secuencia específica de nucleótidos que se repite dentro de nuestro material genético. La secuencia repetida en cuestión puede ser corta, con un patrón que consta de pocos nucleótidos, o larga, con más de 50 nucleótidos. Puede repetirse unas pocas veces, o cientos de veces, y puede aparecer toda en la misma área del genoma, o estar dispersa por todas partes. Ejemplo: Repetición en Tándem: Una repetición en tándem es una secuencia de dos o más bases de ADN que se repiten varias veces en forma de cadena en un cromosoma.  Transposones Los transposones representan segmentos de ADN que tienen la capacidad única de moverse y reinsertarse en nuevos lugares dentro del genoma. Por esto mismo también se les llama "genes saltarines". Este fenómeno, conocido como transposición, puede tener un impacto significativo en la estructura y función genómica. Ejemplo: Alu: Es un pequeño transposón del cual existen cerca de un millón de copias en el genoma humano. La mayoría de estas copias están fijadas en nuestro genoma, pero excepcionalmente existen algunas en condición polimórfica.  Elementos reguladores Secuencias reguladoras: Las secuencias reguladoras son un tipo de secuencia dentro del ADN que se encarga de activar o desactivar a los genes y se encuentran en regiones cercanas a estos. Las secuencias reguladoras son patrones inexactos. Elementos Cis: Los elementos en cis son regiones de ADN no codificante dentro de un genoma que regulan la transcripción de genes cercanos. Genes reguladores: Se refiere a un segmento de ADN que controla a otros genes, por ejemplo, regulando la expresión génica para establecer cuándo y en qué cantidades se debe producir una proteína en concreto. PSEUDOGENES Los pseudogenes son segmentos de ADN que se parecen a genes pero no pueden codificar proteínas Estan ubicados dispersos en el genoma, en el mismo cromosoma o un cromosoma lejano Los pseudogenes mas importantes son los que surgen de el proceso de retro transcripción de ADN mensajero ADN ADN ARN ARN Sufre algún proceso desconocido PROTEINA ADN Se inserta al ADN genómico  SECUENCIAS INTERGENICAS Una región intergénica es un tramo de secuencias de ADN ubicadas entre genes. ​Las regiones intergénicas son un subconjunto de ADN no codificable. Ocasionalmente, algo de ADN intergénico actúa para controlar genes cercanos, pero la mayor parte no tiene una función conocida actualmente. Es una de las secuencias de ADN a las que a veces se hace referencia como ADN basura, aunque es solo un fenómeno etiquetado como tal y en los estudios científicos actuales, el término se usa menos. CROMATINA Y NIVELES DE COMPACTACIÓN  El ADN eucariótico y las proteínas forman la cromatina, que contiene alrededor del doble de proteína que de AND. Las principales proteínas en la cromatina son las HISTONAS que contiene una gran proporción de aminoácidos básicos (arginina y lisina). Existen 5 tipos de importantes de histonas; 1. H1 2. H2a 3.H2b 4.H3 5.H4 Las histonas son abundantes en las células eucariótas; su masa total resulta aproximadamente igual al ADN de la célula. La unidad básica estructural de la cromatina es el nucleosoma, fue descrito por Roger Kornberg en 1974. Una digestión más extensa de la cromatina con la nucleasa micrococal produce partículas llamadas partículas centrales o cores nucleosoma. Las partícula cores nucleosoma consta de; 146 pares de bases de ADN envuelto 1.65 vueltas alrededor de un octamerode histonas que consta de dos moléculas de H2A,H2B, H3,H4. Una molécula de la quinta histona, H1, se sujeta a la molécula de ADN cuando entra en una partícula de core del nucleosoma.  El empaquetaniento de ADN con histonas produce una fibra de cromatina aproximadamente de 10 nm de diametro. La cromatina se puede condensar aún más enrrollándola en fibras de 30nm, pero esta estructura aún no se determina. La duración de la condensación de la cromatina varía según el ciclo de la vida de la célula. En células en interfase, la mayoría de la cromatina (eucromatina) se encuentra sin condensar y distribuida por todo el núcleo. En este periodo los genes se transcriben y el ADN se réplica como preparación para la división. En células en interfase, la cromatina (heterocromatina) se encuentra más condensada y permite llevar a cabo la mitosis.  COMPONENTES DEL CROMOSOMA: Centrómero, telómero,cromática. Los cromosomas son estructuras que contienen moléculas de ADN linear. El ADN de las células eucariotas está fuertemente unido a unas pequeñas proteínas básicas (histonas) que empaquetan el ADN en el núcleo de manera ordenada. EN CELULAS EUCARIÓTAS LA LONGITUD TOTAL EXTENDIDA DEL ADN EN UNA CÉLULA HUMANA ES DE UNOS 2M Y DEBE CABER EN UN NÚCLEO CON UN DIÁMETRO DE TAN SOLO 5 A 10 NM.  centrómeros El centromero es una región especializada del cromosoma cuyo papel es asegurar la correcta distribución de los cromosomas duplicados a las células hijas durante la mitosis. Sirven también para la unión para los microtúbulos del uso mitótico. Son secuencias específicas de ADN a las que se unen numerosas proteínas de unión asociadas a los centromeros, formando una estructura llamada cinetocoro. Actúan como motores moleculares.  Telómeros Los telomeros se encuentran situados al final del cromosoma de acaricias. Desempeñan un papel crítico en la replicaron y el mantenimiento del cromosoma. Son necesarios para la replicación de las moléculas lineales de ADN. Las secuencias de ADN de los telómeros de los eucariótas son similares ya que presentan repeticiones de ADN que contiene grupos de residuos de G (genes) en una hebra. Las secuencias repetidas del ADN telomérico forman bucles al final de los cromosomas además de unir proteínas que protegen los extremos del cromosoma de la degradación o de ser unidos. Replicacion del DNA  CARACTERISTICAS El ADN tiene la capacidad de formar copias de sí mismo Se determina que la información genética se transfiere de una célula a otra mediante el proceso de replicación del ADN. El objetivo de la replicación es el de conservar la información genética  SEMICONSERVADORA Semiconservadora (modelo correcto). En cada una de las moléculas hijas se conserva una de las cadenas originales. Conservadora. Se sintetiza una molécula totalmente nueva, copia de la original.. Por lo que tras la duplicación quedan, por un lado, las dos hebras antiguas juntas y, por otro, las dos hebras nuevas. Dispersora. Las cadenas hijas constan de fragmentos de la cadena antigua y fragmentos de la nueva  BIDIRECCIONAL La replicación del ADN en eucariotes es bidireccional, ya que a partir del sitio de origen se sintetizan las dos cadenas en ambos sentidos, con dos puntos de crecimiento que forman lo que se conoce como horquillas de replicación.  BIDIRECCIONAL MULTIFOCAL: La replicación en MONOFOCAL: En eucariotes, el eucariotes contiene múltiples sitios ORI, único cromosoma existente que se replican simultáneamente, lo que contiene un solo sitio de permite acortar el tiempo en el que se replicación ORI. replica todo el ADN.  DISCONTINUA La replicación siempre se produce en sentido 5’ → 3’.cada cadena tiene el extremo 5’ enfrentado con el extremo 3’ de la otra cadena. Por ello, una de las cadenas debería sintetizarse en dirección 3’ → 5. En 1960 se descubrió que una de las nuevas cadenas del ADN se sintetizaba en forma de fragmentos cortos que, en su honor, se denominan fragmentos de Okazaky. Se sintetiza de forma continua por la ADN polimerasa, mientras que la que se sintetiza en sentido contrario al avance de la horquilla se denomina hebra rezagada o retrasada cuya síntesis se realiza de forma discontinua o en fragmentos.  PROTEINAS QUE PARTICIPAN Helicasa: enzima encargada de separar las dos hebras del ADN mediante la rotura de los puentes de hidrógeno. Ocasiona superenrollamientos positivos a los lados de la burbuja de replicación. Proteínas de unión a cadena sencilla: evitan la formación de los puentes de hidrógeno entre las dos cadenas separadas por la helicasa y permiten que se copien. Topoisomerasas: Deshace el super enrrollamiento. De esta manera se permite el acceso a la cadena de ADN a todas las enzimas involucradas en la replicación.  PROTEINAS QUE PARTICIPAN Primasa: es una enzima que sintetiza pequeños fragmentos de ARN de entre 8 y 10 nucleótidos de longitud, conocidos como cebadores o primers, complementarios a un fragmento del ADN. Rnasa H1: enzima encargada de retirar los cebadores de ARN durante la síntesis de los fragmentos de Okazaki y en los procesos de reparación del ADN. FEN1/RTH1: también llamada endonucleasa fl ap 1, se encarga de remover el ribonucleotido 5’ del fragmento de Okazaki. ADN polimerasa: son las principales enzimas en este proceso. Son capaces de sintetizar nuevas cadenas de ADN a partir de una hebra patrón o molde y las unidades estructurales correspondiente.  fases de replicación  INICIO Cada burbuja de replicación posee dos horquillas de replicación, una de las cuales se desplaza hacia la derecha y otra hacia la izquierda. la helicasa se unirá a la cadena de ADN e hidrolizará los puentes de hidrógeno. La apertura de la doble hélice hace que las cadenas simples adquieran inestabilidad, que se compensa por la unión de proteínas estabilizadoras RPA. La ADN polimerasa necesita que la primasa sintetice un cebador, a partir del cual la ADN polimerasa incorporará los nucleótidos en forma complementaria a las bases de la cadena patrón  Elongacion proceso por el cual la ADN polimerasa añade nucleótidos uno por uno complementarios a la cadena molde, a medida que avanza la horquilla, ayudada por PCNA. La del PCNA es mantener la ADN polimerasa en contacto con la cadena molde, con la finalidad de que la lea y sintetice la cadena complementaria. las topoisomerasas (I y II) cortarán los enlaces fosfodiéster de la doble hélice y volverán a unirla, lo que permitirá que se desenrolle una vuelta si actúa la topoisomerasa I y dos si lo hace la topoisomerasa II. En la cadena líder, la síntesis se realizará en forma continua, y por el contrario, en la cadena retrasada, la síntesis se realizará en forma discontinua.  TERMINACION se produce cuando la ADN polimerasa δ llega al extremo del fragmento de ADN. Se produce entonces el desacoplamiento de todo el replisoma y la finalización de la replicación. Uno de los pasos cruciales en el proceso de terminación es completar la síntesis de la cadena retardada y unir los fragmentos de Okazaky. A este proceso se lo denomina maduración, y requiere la eliminación de los cebadores, la elongación del fragmento de ADN adyacente para rellenar el espacio que quedó por la eliminación del cebador y la unión de los extremos resultantes para formar una cadena continua. Replicación de los telómeros. La fase final de la terminación de la replicación del ADN consiste en la replicación de los telómeros de las cadenas de ADN. Los telómeros son secuencias repetidas de 1-5 unidades T y G en una de las cadenas, y por lo tanto, C y A en la complementaria situadas en los extremos de los cromosomas eucariotes Reparación de DNA Reparación de DNA El ADN está expuesto constantemente a agentes físicos, químicos o biológicos que pueden originar mutaciones y alterar la información genética del individuo. Pueden surgir por: Moléculas o mecanismos endógenos del metabolismo celular. Errores en el proceso de la replicación del ADN. Ciertas infecciones virales. Factores ambientales como la luz ultravio leta. Agentes químicos o la radiación ionizante. Reparación de DNA Interfieren en la transcripción, replicación e inclusive pueden provocar un descontrol en la división celular. Variabilidad genética: Ayuda a proporcionar adaptabilidad a las especies al cambiante medio ambiente. Tipos de daño en el ADN En la mayoría de las ocasiones los cambios en el ADN no se manifiestan con cambios fenotípicos y no presentan efectos adversos en el organismo. Algunas mutaciones sí pueden llegar a ser fatídicas. Se trata de evitar mediante mecanismos de reparación que implican complejos sistemas enzimáticos que buscan corregir las mutaciones. Tipos de daño en el ADN Daños que se producen en el ADN de forma espontánea. 1. Desaminación 2. Despurinización 3. Daño oxidativo de las bases nitrogenadas Tipos de daño en el ADN Añaden grupos alquilo (etilo o metilo) a las bases nitrogenadas y alteran su patrón de Agentes Alquilantes apa reamiento bloqueando la replicación. Son compuestos que se inter calan entre los nucleótidos del ADN y producen Agentes Intercalantes adiciones de un solo par de nucleótidos. Cuando estas adiciones se producen en un gen, puede producirse consecuencias importantes en la traducción de su ARNm. Son compuestos químicos con estructura similar a la de las bases nitrogenadas Análogos de Bases normales y se pueden incorporar al ADN en lugar de éstas. Se aparean de forma in correcta, lo que provoca errores frecuentes en el proceso de replicación. La exposición del ADN a la luz ultravioleta (UV) produce dímeros de pirimidinas, sobre todo de timinas, cuando hay dos timinas consecutivas en la misma cadena de ADN. La luz Energía Ionizante UV produce que se formen enlaces covalentes entre dos pirimidinas contiguas, lo que interfi ere con la unión normal de las bases nitrogenadas con la cadena complementaria.  Sistemas de reparación del ADN Reparación Directa Reparación por escisión Escisión de bases. Escicsión de nucleótidos. Sistema 8-oxo guanina Clasificación: Reparación de emparejamientos erróneos. Sistema SOS Reparación de roturas de doble cadena Reparación por recombinación homóloga. Unión de extremos no homóloga. Sistema Directo Eliminan directamente el daño en el ADN inmediatamente después de producidos. Fotorreactivación mediante Enzima Fotoliasa Es el mecanismo de Se úne al dímero de timina y organismos procariotes utiliza la energía de la luz para para reconocer los dímeros romper los enlaces covalentes de pirimidinas producidos entre las pirimidinas. por la luz UV. Alquiltransferasas, enzimas que eliminan los grupos alquilos de la guanina y restauran la estructura original, sin la necesidad de alterar el esqueleto del ADN. Sistema Directo Reparación por escisión Reparación por escisión de bases El sistema de reparación por escisión de bases elimina del genoma las bases dañadas que se producen por alquilación, radiación ionizante, oxidación y desaminación. Las enzimas denominadas En este sistema intervienen ADN glucosilasas. existen por lo menos ocho tipos distintos específicos para cada lesión. Reparación por escisión Reparación por escisión de bases Eliminacion del enlace glucosídico por la glucosilasa (la reparación se realiza hidrolizando el enlace glucosídico entre la base nitrogenada y el azúcar). Esta rotura genera sitios apurínicos o apirimidínicos reconocidos por una AP endonucleasa 1. La ADN polimerasa β adiciona los nucleótidos para rellenar el hueco. Reparación por escisión Reparación por escisión de nucleótidos El sistema reconoce cualquier lesión que provoque una distorsión importante en la doble cadena del ADN. Hidroliza los enlaces fosfodiéster a cada lado y varios pares de bases de distancia de la Endonucleasa lesión, y se elimina el fragmento de ADN de cadena sencilla que presenta la lesión. El hueco que se genera por la rotura se rellena con ayuda de la ADN polimerasa I y, por último, la ligasa sella la cadena que se sintetiza. Reparación por escisión Reparación por escisión de nucleótidos UvrA y UvrB se unen para reconocer las distorsiones en la cadena de ADN. Una vez que localizan el daño, UvrA se disocia del complejo. UvrB separa la doble cadena de ADN; a continuación, UvrC se une a UvrB, y el complejo corta a siete nucleótidos de distancia. Posteriormente, la ADN polimerasa I y la ligasa, rellena el hueco generado con el corte. Sistema 8-oxo guanina La radiación UV, la radiación ionizante y algunos agentes químicos pueden provocar que las bases del ADN se oxiden. 8-oxo guanina (GO) u Guanina Oxidación 8-hidroxi guanina Recono ce a la adenina unida con la GO, Enzima llamada elimina la base incorrecta (adenina) y la ADN OGG1 sustituye por la citosina correcta Sistema 8-oxo guanina Sistema de reparación de los apareamientos erróneos Repara durante la replicación. Este sistema se basa en la reparación de las bases mal apareadas y la corrección de los bucles que se producen en la cadena de ADN como consecuencia del deslizamiento de la polimerasa durante la replicación. Participan tres proteínas: MutS, MutL y MutH. Sistema de reparación de los apareamientos erróneos Reconoce las La proteína bases mal MutS apareadas y se une a ella. MutL permitirá Activará MutH, que se forme el para que corte los complejo de sitios de la cadena reparación. hija. Sistema de reparación de los apareamientos erróneos MutH tiene la capacidad de discriminar la cadena que se tiene que reparar por el fenómeno de hemimetilación. La enzima Dam metilasa (ADN adenine methylation) se encarga de la metilación de la secuencia 5´-GATC-3´ en las dos cadenas. Una vez que se elimina el segmento con la base mal apareada, la polimerasa III añade la base correcta. Sistema SOS Este sistema responde a la acumulación de ADN de cadena sencilla cuando el proceso de replicación se bloquea. Está integrado por más de 40 genes, que son activados por la Proteína RecA (recombination protein A) en procariotes Recombinación del DNA y su implicación en la variabilidad genética  RECOMBINACIÓN DEL ADN La recombinación del ADN resulta del intercambio de genes entre los pares de cromosomas homólogos durante la meiosis. Homologa Transposición Especifica de sitio  RECOMBINACIÓN HOMOLOGA Este tipo de recombinación ocurre cuando se forman los espermatozoides y óvulos, en la meiosis, específicamente en la profase l. Se proporciona un alineamiento mediante el apareamiento de bases entre las hebras de ADN complementarias. Los ADN parentales se rompen en sitios no coincidentes. Entre las moléculas de ADN homologas se intercambian hebras simples que están empalmadas unas a las otras, conduciendo a la formación de un heteroduplex. En la que dos hebras de la doble hélice recombinante se derivan de diferentes moléculas progenitoras. RECOMBINACIÓN HOMOLOGA  MODELO DE HOLLIDAY En 1964 se desarrolló un modelo de recombinación conocido como modelo de Holliday (por Robin Holliday), donde proponía que la recombinación se iniciaba mediante la introducción de cortes en la misma posición en las dos moléculas paténtales. Estas hebras de ADN con el corte se desenrollan invadiendo cada una a la otra molécula por medio de la complementariedad con la hebra sin romper. El ligamento de las hebras rotas producía un intermediario de hebras cruzadas conocido como la unión o intermediario de Holliday. Una vez que el intermediario se ha firmado, se puede resolver cortando y volviendo a unir las hebras cruzadas para producir moléculas recombinantes. MODELO DE HOLLIDAY  ENZIMAS QUE PARTICIPAN Lá recombinación requiere enzimas específicas, a demás de proteínas (como la ADN polimerasa, ligasa, y proteínas de unión al ADN de hebra simple) que funcionan en diversos aspectos del metabolismo del ADN. RecA: promueve el intercambiando hebras entre las moléculas de ADN homólogas que casi da la formación de los heteroduplex. RAD51: es capaz de catalizar las reacciones de intercambio de hebras un vitro.  RECOMBINACIÓN ESPECIFICA DE SITIO Contraria a la recombinación homologa esta se da entre secuencias especificas de ADN, que normalmente son homólogas en tan solo una franja estrecha de ADN. La interacción principal en este proceso está mediada por proteínas que reconocen las secuencias especificas diana el ADN en lugar de la complementaridad de bases.  RECOMBINACIÓN DE TRANSPOSICIÓN Lá transposición implica el movimiento de secuencias a través del genoma y no requiere secuencias homólogas. Los elemento que se mueven por transposición se le llama transposones. Se dividen en dos clases generales dependiendo si se transponen mediante un intermediario de ADN o por un intermediario de ARN. Los transposones mejor conocidos hasta la fecha ahora son los de las bacterias moviéndose todos ellos por medio de intermediarios de ADN.  IMPLICACIÓN EN LA VARIABILIDAD GENÉTICA La recombinación genética resulta del intercambio de genes entre los pares de cromosomas homólogos durante la meiosis, desempeña papeles importantes en la vida de las células de un individuo y en la de los organismos como: El mantenimiento de la información genética y la transmisión fiel de padres a hijos. Las diferencias genéticas entre los individuos proporcionan el material esencial de partida para la selección natural, que permite a las especies evolucionar y adaptarse a los cambios de las condiciones ambientales.  IMPLICACIÓN EN LA VARIABILIDAD GENÉTICA Permite la diversidad genética ya que cada gameto tiene una mezcla única de alelos es por eso que los hermanos, a pesar de compartir los mismos padres, son genéticamente diferentes (a menos que sean gemelos idénticos).  REFERENCIA Salazar, A. [Adriana María Salazar Montes]. (2013). Biología Molecular.: Fundamentos y aplicaciones en las ciencias de la salud. [Digital]. McGrawHill. Cooper, G. [Cooper]. (2017). La célula (Septima edición) [Digital]. MARBÁN. The many roles of repetitive DNA; The many roles of repetitive DNA—a cartoon explainer. (s. f.). The Many Roles Of Repetitive DNA; The Many Roles Of Repetitive DNA—a Cartoon Explainer. https://wi.mit.edu/many- roles-repetitive-dna-many-roles-repetitive-dna-cartoon-explainer ¿Qué es Transposón? Diccionario Médico. Clínica U. Navarra. (s. f.). https://www.cun.es. https://www.cun.es/diccionario- medico/terminos/transposon#:~:text=Los%20transposones%2C%20a%20menudo%20denominados,la%20es tructura%20y%20funci%C3%B3n%20gen%C3%B3mica.