|
|
|
STABILITATEA ADN SI CONSERVATORISMUL EREDITAR
genetica clasica - ereditatea are doua aspecte - fete ale aceluiasi fenomen:
- conservatorismul ereditar = stabilitatea caracterelor ereditare
- variabilitatea = modificare a caracterului salbatec intr-unul mutant
o conservatorismul - mult mai puternic / constant
o variabilitatea - exceptie rara
o echilibrul conservatorismul (stabilitatea) - variabilitatea (instabilitatea)
consrvatorismul este datorat
o selectiei naturale => eliminarea variantelor neavantajoase
afecteaza vitalitatea, fertilitatea, natalitatea sau adaptabilitatea
o stabilitatii termodinamice crescute a moleculei de ADN
o existentei unor cai metabolice care repara leziunile moleculei de ADN
1. STABILITATEA TERMODINAMICA CRESCUTA A MOLECULEI DE ADN
demonstrata de pastrarea partiala a unor secvente in osteoplaste
o specii din ordinul dinosaurieni (circa 65-200 de milioane de ani in urma)
aplicabilitate practica
o documentarea evolutiei la nivel molecular
o identificarea persoanelor disparute
o diagnosticul postmortem al unei boli ereditare
Determinismul stabilitatii moleculare a ADN
- 1. Legaturile de H transversale - permite legarea specifica pb = complementaritate
o cromosomul 21 = 4,6 x 107 pb ~ 11,5 x 107 = 115.000.000 legaturi
- 2. Legaturile de H longitudinale - intracatenar pe lanturile riboza-fosfat repetitive
- 3. Legaturile intracatenare hidrofobe -intre bazele vecine perpendiculare spre interior
o cresterea stabilitatii termodinamice in sens longitudinal
- Nucleosomul - secvente de circa 146 pb
o interactiuni sarcini negative Pi - sarcini pozitive histone
o aceste secvente elementare sunt protejate de actiunea nucleazelor
- 5. Heterocromatinizarea = grade successive de impachetare
o formarea de zone foarte compacte si stabile ale moleculei de AND
- 6. Mobilitatea foarte mare a moleculei => suprarasucire
o la nucleozomi, fibra subtire, fibra groasa, buclele de cromatina
contribuie chaperonele HMG1 si HMG2
2. STABILITATEA INFORMATIONALA A ADN.
SISTEMUL DE REPARARE A MUTATIILOR
intretinerea structurii ADN
o in 24 h - 5.000 depurinari si 100 de dezaminari / celula
o aceste mutatii nu se fixeaza - mecanisme eficiente de reparare
mecanismele de reparare = factor major de conservare a informatiei ereditare
o modificare 10-20 pb / 3 x 109 pb (genom) / an
2.1. Repararea ADN prin excizie de baze
ADN glicozilaze - recunosc o baza inserata gresit si o excizeaza hidrolitic
AP endonucleazele - excizeaza reziduul glucido-fosforic ramas fara baza
ADN-polimeraza reface secventa pe matrita catenei opuse
ADN-ligaza insera fragmentul in catena, refacand structura corecta
2.2. Repararea ADN prin excizie de polinucleotide
repararea leziunilor extinse - distorsiunile din helix <=
o dimeri intracatenari pirimidinici (T-T, T-C, C-C)
o legarea covalenta a bazelor cu alte molecule ciclice (benzpirenul)
echipament molecular
o helicaza + nucleaza - identifica eroarea
despiralizeaza si excizeaza de 30 de nucleotide de pe o catena
o ADN polimeraza + ADN ligaza - refac catena lezata pe matrita normala
echipament molecular mutant =>
o acumularea mutatiilor induse de expunerea la iradiere
xeroderma pigmentosum - boala autosomal recesiva
2.3. Repararea postreplicativa a imperecherilor gresite de baze
enzime codificate de genele mutH, mutL si mutS
o verifica complementaritatea moleculelor de ADN postreplicative
o recunosc pb gresite si inlocuiesc nucleotidele de pe catena noua
catena noua - recunoscuta dupa gradul de mutilate scazut
recunoasterea pb gresite => reparare prin mecanismele commune:
o excizie de baze prin 3'-5' endonucleaze =>
o refacerea moleculei dublu-catenare prin ADN-polimeraze =>
o refacerea continuitatii catenei glucido-fosforice prin ADN-ligaze
2. Repararea postreplicativa prin recombinare
cunoscut sub denumirea de reparare inversea a erorilor
gene necesare pentru reparare se numara: recA, umuC, umuD
actioneaza atunci cand intervin leziuni majore ale ADN
o sistem de reparare de urgenta pentru celula
produsii genei recA => sinteza enzimelor de reparare cand:
o in nucleoplasma apar produsi de degradare a ADN
o este inhibata recombinarea ADN
distorsiune a dublului helix => stoparea replicarii
o genele sistemului SOS codifica o alta ADN- polimeraza
produce o catena complementara fragmentata => 2 tipuri de ADN:
catena veche modificata + catena noua discontinua
catena veche intacta + catena noua continua
o sistem de reparare = "bypas genic"
de pe ADN normal pe ADN complementar mutatiei
secventa transferata este ulterior refacuta prin replicare
