Heterodúplex

Un heterodúplex es una molécula de ácido nucleico de doble cadena ( dúplex ) originada a través de la recombinación genética de cadenas complementarias simples derivadas de diferentes fuentes, como de diferentes cromosomas homólogos o incluso de diferentes organismos .

Un ejemplo de ello es la cadena de ADN heteroduplex que se forma en los procesos de hibridación , generalmente para análisis filogenéticos basados ​​en bioquímica . Otro ejemplo son los heteroduplex que se forman cuando se utilizan análogos no naturales de ácidos nucleicos para unirse a ellos; estos heteroduplex resultan de la aplicación de técnicas antisentido utilizando ácido nucleico peptídico monocatenario , 2'-O-metil fosforotioato u oligonucleótidos de morfolino para unirse al ARN.

La recombinación meiótica puede iniciarse mediante una rotura de doble cadena (DSB) en el ADN . Los extremos 5' de la rotura se degradan, dejando largos salientes 3' de varios cientos de nucleótidos (véase la figura). Uno de estos segmentos de ADN monocatenario 3' invade una secuencia homóloga en el cromosoma homólogo, formando un intermedio que puede repararse mediante diferentes vías, dando lugar a entrecruzamientos (CO) o no entrecruzamientos (NCO), como se ilustra en la figura. Mediante una vía, se forma una estructura denominada unión de Holliday doble (DHJ), que conduce al intercambio de cadenas de ADN. Mediante la otra vía, denominada recocido de cadena dependiente de la síntesis (SDSA) , se produce un intercambio de información, pero no un intercambio físico. En diversas etapas de estos procesos de recombinación, se forma ADN heterodúplex (ADN bicatenario formado por cadenas simples de cada uno de los dos cromosomas homólogos , que pueden o no ser perfectamente complementarias). Durante la meiosis, los recombinantes sin entrecruzamiento ocurren con frecuencia y parecen surgir principalmente a través de la vía SDSA. ^{[ 1 ] [ 2 ]} Los eventos de recombinación sin entrecruzamiento que ocurren durante la meiosis probablemente reflejan casos de reparación de daños en la doble cadena del ADN u otros tipos de daños en el ADN. Cuando ocurren desajustes en el ADN heteroduplex, la secuencia de una cadena puede repararse para unirse a la otra cadena con complementariedad perfecta.

Durante la mitosis , la principal vía de recombinación homóloga para reparar roturas de doble cadena de ADN parece ser la vía SDSA (en lugar de la vía DSBR). ^{[ 1 ]} La vía SDSA produce recombinantes sin entrecruzamiento (véase la figura).

En la meiosis , el proceso de entrecruzamiento ocurre entre cromátidas no hermanas, lo que da como resultado nuevas combinaciones alélicas en los gametos. En el entrecruzamiento, una enzima Spo11 realiza cortes escalonados en un par de hebras de cromátidas hermanas (en una organización de tétrada de la profase). Las enzimas subsiguientes recortan los extremos 5' de la hebra y un complejo proteico se une a los extremos monocatenarios 3'. La proteína Rad51 es reclutada y se une en un complejo proteico para buscar una secuencia complementaria análoga a la reparación de roturas de doble hebra. El filamento busca el cromosoma homólogo, ocurre la invasión de la hebra donde el nuevo cromosoma forma un bucle D sobre la cromátida hermana inferior, luego los extremos se hibridan. Este proceso puede producir uniones de Holliday dobles que, cuando son cortadas en un patrón transversal por endonucleasas, forman dos productos de hebras heteroduplex.

El ADN heteroduplex también es una fuente de ARN pequeños (ARNm), lo que provoca el silenciamiento génico postranscripcional.