Mutaciones y mecanismos de reparación del ADN

Reparación de roturas de doble cadena

El ADN siempre está expuesto constantemente a agentes físicos, químicos y biológicos lo que origina mutaciones y altera la información genética.

Los estudios de biología molecular o tecnología del ADN recombinante incluyen los análisis en que el material de interés son los ácidos nucleicos: ADN y ARN.

Reparación por recombinación homologa

MANEJO DE MUESTRAS

TIPOS DE DAÑO EN EL ADN

Energía ionizante.

Análogos de bases

Las lesiones en el ADN pueden ocurrir espontáneamente o ser causadas por la exposición a agentes mutagé-nicos.

Compuestos químicos con estructura similar a la de las bases nitrogenadas normales y se pueden incorporar al ADN en lugar de ellas.

La exposición del ADN a la luz ultravioleta (UV) produce dímeros de pirimidinas, sobretodo de timinas.

La luz UV hace que formen enlaces covalentes entre dos pirimidinas contiguas, lo que interfiere la unión normal de las bases nitrogenadas con la cadena complementaria.

Los análogos de bases tienen diferente estructura las bases convencionales, se aparean de forma incorrecta, provoca errores frecuentes en el proceso de replicación.

SISTEMAS DE REPARACIÓN DE LOS APAREAMIENTOS ERRÓNEOS

Para minimizar el daño del material genético el organismo dispone de diversos sistemas de reparación que se activan dependiendo del tipo de daño provocado en el genoma.

Este sistema se basa en la reparación de las bases mal apareadas y la corrección de las bases que se producen en la cadena de ADN

SISTEMAS DE REPARACIÓN DEL ADN

Sistema 8-oxo guanina

Sistema SOS

Reparación directa

Sistemas de reparación por escisión: reparación por escisión de bases y reparación por escisión de nucleótidos

Involucra sistemas que eliminan directamente el daño en el ADN inmediatamente después de producidos.

Reparación por escisión de bases

Reparación por escisión de nucleótidos

El sistema de reparación por escisión de bases elimina del genoma las bases dañadas que se producen por alquilación, radiación ionizante, oxidación y desaminación.

El sistema de reparación por escisión de nucleótidos reconoce cualquier lesión que provoque una distorsión importante en la doble cadena del ADN.

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La radiación UV, la radiación ionizante y algunos agentes químicos pueden provocar que las bases del ADN se oxi-den.

Este sistema responde a la acumulación de ADN de cadena sencilla cuando el proceso de replicación se bloqueara.

Sistema de reparación preciso que actúa durante la etapa S del ciclo celular

Enfermedades humanas asociadas al funcionamiento de los sistemas de reparación

Anomalías cromosómicas que generan enfermedades en la especie humana aumentan con la edad, pues los mecanismos de reparación tienden a fallar con más frecuencia.

Síndrome de Bloom

Anemia de Fanconi

Presenta características clínicas, como eritema telangiectásico en la cara, antebrazos y el dorso de las manos, fotosensibilidad, enanismo.

Es una enfermedad genética autosómica recesiva ligada al sexo, caracterizada por un conjunto de malformaciones congénitas, aplasia medular progresiva.

Ataxia-telangiectasia

Es un síndrome genético con un complejo fenotipo clínico neuronal progresiva, telangiectasia ocular, inmunodeficiencia.

Las principales características clínicas son degeneración

Xeroderma pigmentoso

Es una enfermedad cutánea multigénica caracterizada poruna elevada sensibilidad a todas las fuentes de radiaciónUV.

Los resultados que se obtengan no sólo dependerán de la prueba molecular que se emplee.

La implementación y realización de las técnicas moleculares debe llevarse a cabo por personal altamente capacitado en el área de biología molecular.

Selección de la muestra: ¿qué muestra debo estudiar?

Debe elegirse la muestra que contenga el ácido nucleico de interés.

Estudio de ácidos nucleicos de un individuo

En un individuo se puede estudiar su estructura genómica(ADN) o la expresión de sus genes (ARN) en una situación u órgano específicos.

Detección de ácidos nucleicos exógenos

Las técnicas de biología molecular permiten la detección del ADN procedente de cualquier fuente ajena al paciente.

ADN o ARN de glóbulos blancos

ADN o ARN de suero

Anticoagulantes

ADN o ARN de biopsias

Se dispone de diversas sustancias que inhiben la cascada dela coagulación y que se utilizan en la toma de muestras.

Para aislar ADN o ARN a partir de glóbulos blancos, debe tomarse una muestra de sangre periférica en un tubo nuevo, estéril con anticoagulante, EDTA o citrato de sodio

Se toman 3 ml de sangre periférica en un tubo seco. Se deja a temperatura ambiente el tiempo mínimo necesario para permitir la formación del coágulo.

La expresión génica constituye el fundamento de la diferenciación celular, el estudio de la expresión génica de un individuo involucra la toma de una biopsia del tejido de interés.

Otros fluidos biológicos

En el caso de orina, líquido cefalorraquídeo o líquidos de punción, es necesario tomar la muestra en recipientes nuevos y estériles.

ADN de leucocitos

ARN o ADN en suero

Las muestras de sangre para obtención de leucocitos y la posterior extracción de ADN pueden mantenerse a temperatura ambiente entre 15ºC y 25ºC, hasta por 48 horas.

El suero debe mantenerse a –70ºC o en nitrógeno líquido

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