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Recombinasa

Las recombinasas son enzimas de recombinación genética . Recombinasas específicas del sitio Las recombinasas de ADN se utilizan ampliamente en organismos multicelulares para man...

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Las recombinasas son enzimas de recombinación genética .

Recombinasas específicas del sitio

Las recombinasas de ADN se utilizan ampliamente en organismos multicelulares para manipular la estructura de los genomas y controlar la expresión génica . Estas enzimas, derivadas de bacterias ( bacteriófagos ) y hongos , catalizan reacciones de intercambio de ADN direccionalmente sensibles entre secuencias cortas (30-40 nucleótidos ) del sitio diana, específicas para cada recombinasa . Estas reacciones permiten cuatro módulos funcionales básicos: escisión/inserción, inversión, translocación e intercambio de casetes , que se han utilizado individualmente o combinados en una amplia gama de configuraciones para controlar la expresión génica. [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]

Los tipos incluyen:

Recombinación homóloga

Las recombinasas desempeñan un papel fundamental en la recombinación homóloga en una amplia gama de organismos. Dichas recombinasas se han descrito en arqueas , bacterias , eucariotas y virus .

Arqueas

La recombinasa RadA de la arquea Sulfolobus solfataricus cataliza el apareamiento del ADN y el intercambio de hebras, pasos centrales en la reparación recombinacional. [ 6 ] La recombinasa RadA tiene mayor similitud con la recombinasa eucariota Rad51 que con la recombinasa bacteriana RecA. [ 6 ]

bacterias

La recombinasa RecA parece estar presente universalmente en las bacterias. RecA tiene múltiples funciones, todas relacionadas con la reparación del ADN . RecA desempeña un papel central en la reparación de las horquillas de replicación detenidas por daños en el ADN y en el proceso sexual bacteriano de transformación genética natural . [ 7 ] [ 8 ]

Eucariotas

La proteína Rad51 eucariota y sus miembros relacionados son homólogos a las recombinasas RadA de las arqueas y RecA de las bacterias. Rad51 está altamente conservada desde las levaduras hasta los humanos. Desempeña una función clave en la reparación recombinacional de los daños en el ADN, en particular los daños de doble cadena, como las roturas de doble cadena. En humanos, la sobreexpresión o la subexpresión de Rad51 se produce en una amplia variedad de cánceres .

Durante la meiosis, Rad51 interactúa con otra recombinasa, Dmc1 , para formar un filamento presináptico que es un intermediario en la recombinación homóloga . [ 9 ] La función de Dmc1 parece limitarse a la recombinación meiótica. Al igual que Rad51, Dmc1 es homóloga a la RecA bacteriana.

virus

Algunos virus de ADN codifican una recombinasa que facilita la recombinación homóloga. Un ejemplo bien estudiado es la recombinasa UvsX codificada por el bacteriófago T4 . [ 10 ] UvsX es homóloga a la RecA bacteriana. UvsX, al igual que RecA, puede facilitar la asimilación de ADN monocatenario lineal en un dúplex de ADN homólogo para producir un bucle D.

Referencias

  1. ↑ Nern, A; Pfeiffer, BD; Svoboda, K ; Rubin, GM (23 de agosto de 2011). "Múltiples recombinasas nuevas específicas de sitio para su uso en la manipulación de genomas animales" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 108 (34): 14198–203 . Bibcode : 2011PNAS..10814198N . doi : 10.1073 / pnas.1111704108 . PMC 3161616. PMID 21831835 .  
  2. ↑ García-Otín, AL; Guillou, F (1 de enero de 2006). "Orientación del genoma de mamíferos mediante recombinasas específicas de sitio" . Frontiers in Bioscience . 11 : 1108–36 . doi : 10.2741/1867 . PMID 16146801 . 
  3. ↑ Dymecki, SM; Kim, JC (5 de abril de 2007). "Las "Tres G" de la neuroanatomía molecular: una introducción" . Neuron . 54 ( 1): 17–34 . doi : 10.1016/j.neuron.2007.03.009 . PMC 2897592. PMID 17408575 .  
  4. ↑ Luan, H; White, BH (octubre de 2007). "Métodos combinatorios para la focalización génica neuronal refinada" . Current Opinion in Neurobiology . 17 (5): 572–80 . doi : 10.1016/j.conb.2007.10.001 . PMID 18024005. S2CID 36457021 .  
  5. ↑ Fenno, LE; Mattis, J; Ramakrishnan, C; Hyun, M; Lee, SY; He, M; Tucciarone, J; Selimbeyoglu, A; Berndt, A; Grosenick, L; Zalocusky, KA; Bernstein, H; Swanson, H; Perry, C; Diester, I; Boyce, FM; Bass, CE; Neve, R; Huang, ZJ; Deisseroth, K (julio de 2014). " Dirigiendo células con vectores únicos usando lógica booleana de características múltiples" . Nature Methods . 11 (7): 763–72 . doi : 10.1038/nmeth.2996 . PMC 4085277. PMID 24908100 .  
  6. 1 2 Seitz EM, Brockman JP, Sandler SJ, Clark AJ, Kowalczykowski SC (1998). "La proteína RadA es un homólogo de la proteína RecA de arqueas que cataliza el intercambio de cadenas de ADN" . Genes Dev . 12 (9): 1248– 53. doi : 10.1101/gad.12.9.1248 . PMC 316774. PMID 9573041 .  
  7. ↑ Cox MM, Goodman MF, Kreuzer KN, Sherratt DJ, Sandler SJ, Marians KJ (2000). "La importancia de reparar las horquillas de replicación detenidas". Nature . 404 (6773): 37– 41. Bibcode : 2000Natur.404...37C . doi : 10.1038/35003501 . PMID 10716434 . S2CID 4427794 .  
  8. ↑ Michod RE, Bernstein H, Nedelcu AM (2008). "Valor adaptativo del sexo en patógenos microbianos". Infect. Genet. Evol . 8 (3): 267– 85. Bibcode : 2008InfGE...8..267M . doi : 10.1016/j.meegid.2008.01.002 . PMID 18295550 . 
  9. ↑ Crickard JB, Kaniecki K, Kwon Y, Sung P, Greene EC (2018). "Autosegregación espontánea de las recombinasas de ADN Rad51 y Dmc1 dentro de filamentos de recombinasa mixtos" . J. Biol. Chem . 293 (11): 4191– 4200. doi : 10.1074/jbc.RA117.001143 . PMC 5858004. PMID 29382724 .  
  10. ↑ Bernstein C, Bernstein H (2001). Reparación del ADN en bacteriófagos. En: Nickoloff JA, Hoekstra MF (Eds.) Daño y reparación del ADN, Vol. 3. Avances desde los fagos hasta los humanos. Humana Press, Totowa, NJ, pp. 1–19. ISBN 978-0896038035