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¿Cuáles son los genes mutantes que causan errores de copia en otros genes?

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Al leer el libro de Dawkins "El gen egoísta", encontré esta línea: "Incluso hay genes, llamados mutantes, que manipulan las tasas de errores de copia en otros genes". (El contexto es su argumento de que tal gen busca su mejor interés al acabar con la competencia).

¿Qué son estos genes "mutadores" y cómo funcionan?


Los ejemplos más obvios son los genes directamente implicados en la reparación de errores de apareamiento del ADN (MMR) como mutS, mutL, mutH, MLH1 y MLH2.


7.4: Mecanismos de reparación

  • Contribuido por Ross Hardison
  • T. Ming Chu Profesor (Bioquímica y Biología Molecular) en la Universidad Estatal de Pensilvania

La segunda parte de este capítulo examina las principales clases de procesos de reparación del ADN. Estos son:

  • reversión del daño,
  • reparación de escisión de nucleótidos,
  • reparación de escisión de base,
  • reparación de desajustes,
  • reparación recombinacional, y
  • reparación propensa a errores.

Muchos de estos procesos fueron los primeros estudios en bacterias como E. coli, sin embargo, solo unos pocos se limitan a esta especie. Por ejemplo, la reparación por escisión de nucleótidos y la reparación por escisión de bases se encuentran en prácticamente todos los organismos y se han caracterizado bien en bacterias, levaduras y mamíferos. Al igual que la replicación del ADN en sí, la reparación del daño y la incorporación incorrecta es un proceso muy antiguo.

Inversión de daño

Algunos tipos de alteraciones covalentes de bases en el ADN pueden revertirse directamente. Esto ocurre mediante sistemas enzimáticos específicos que reconocen la base alterada y rompen los enlaces para eliminar el aducto o cambiar la base a su estructura normal.

Fotorreactivación es un proceso dependiente de la luz utilizado por las bacterias para revertir los dímeros de pirimidina formados por la radiación UV. La enzima fotoliasa se une a un dímero de pirimidina y cataliza una segunda reacción fotoquímica (esta vez usando luz visible) que rompe el anillo de ciclobutano y reforma los dos timidilatos adyacentes en el ADN. Tenga en cuenta que esto no es formalmente el reverso de la reacción que formó los dímeros de pirimidina, ya que la energía de la luz visible se usa para romper los enlaces entre las pirimidinas y no se libera radiación UV. Sin embargo, el resultado es que la estructura del ADN ha vuelto a su estado anterior al daño de los rayos UV. La enzima fotoliasa tiene dos subunidades, que están codificadas por la phrA y phrBgenes en E. coli.

Un segundo ejemplo de reversión del daño es el eliminación de grupos metilo. Por ejemplo, la enzima O6& # 8209metilguanina metiltransferasa, codificada por la adagen en E. coli, reconoce O6& # 8209metilguanina en ADN dúplex. Luego elimina el grupo metilo y lo transfiere a un aminoácido de la enzima. La enzima metilada ya no está activa, por lo que se ha referido a esto como un mecanismo suicida de la enzima.

Reparación de escisión

El medio más común de reparar el daño o un desajuste es cortarlo del ADN dúplex y volver a copiar la hebra complementaria restante de ADN, como se describe en la Figura 7.12. Se han caracterizado tres tipos diferentes de reparación por escisión: reparación por escisión de nucleótidos, reparación por escisión de bases y reparación por desajustes. Todos utilizan un cortar, copiar y pegar mecanismo. En el corteetapa, una enzima o complejo elimina una base dañada o una cadena de nucleótidos del ADN. Para el proceso de copiar, una ADN polimerasa (ADN polimerasa I en E. coli) copiará la plantilla para reemplazar la hebra cortada y dañada. La ADN polimerasa puede iniciar la síntesis a partir de 3 'OH en tLa ruptura (mella) o brecha de una sola hebra en el ADN que queda en el sitio del daño después de la escisión. Finalmente, en el pegadoetapa, la ADN ligasa sella la muesca restante para dar un ADN reparado intacto.

Figura 7.12. Un esquema general para la reparación por escisión, que ilustra el mecanismo de cortar (pasos 1 y 2), copiar (paso 3) y pegar (paso 4).

Reparación por escisión de nucleótidos (NER)

En reparación por escisión de nucleótidos, las bases dañadas se cortan dentro de una cadena de nucleótidos y se reemplazan con ADN según las indicaciones de la cadena de plantilla intacta. Este sistema de reparación se utiliza para eliminar los dímeros de pirimidina formados por la radiación UV, así como los nucleótidos modificados por aductos químicos voluminosos. La característica común del daño que se repara mediante la escisión de nucleótidos es que los nucleótidos modificados causan una distorsión significativa en la hélice del ADN. NER ocurre en casi todos los organismos examinados.

Algunas de las enzimas mejor caracterizadas que catalizan este proceso son la excinucleasa UvrABC y la helicasa UvrD en E. coli. Los genes que codifican esta función de reparación se descubrieron como mutantes que son muy sensibles al daño de los rayos UV, lo que indica que los mutantes son defectuosos en la reparación de los rayos UV. Como se ilustra en la Figura 7.13, tipo salvaje E. coli las células mueren sólo a dosis más altas de radiación ultravioleta. Se pueden identificar cepas mutantes que son sustancialmente más sensibles a la radiación ultravioleta, estas tienen funciones defectuosas necesarias para UV-resistance, abreviado uvr. Al recolectar un gran número de tales mutantes y probarlos para determinar su capacidad para restaurar la resistencia a la radiación UV en combinación, se identificaron grupos de complementación. Cuatro de los grupos de complementación, o genes, codifican proteínas que juegan reglas importantes en NER. uvrA, uvrB, uvrCy uvrD.

Figura 7.13. Curva de supervivencia de bacterias expuestas a radiación UV. Los cultivos de bacterias están expuestos a dosis crecientes de radiación ultravioleta, trazadas a lo largo del eje horizontal. Después, las muestras de cada cultivo irradiado se siembran en placas y se cuenta el número de colonias supervivientes (representado como función logarítmica en el eje vertical). Las cepas mutantes que son más sensibles al daño de los rayos UV tienen defectos en los genes que confieren UV-rresistencia, es decir, son defectuosos en uvr funciones.

Las enzimas codificadas por el uvrLos genes se han estudiado en detalle. Los productos polipeptídicos del uvrA, uvrB, y uvrCLos genes son subunidades de una enzima multisubunidad llamada Excinucleasa de UvrABC. UvrA es la proteína codificada por uvrA, UvrB está codificado por uvrB, etcétera. El complejo UvrABC reconoce distorsiones estructurales inducidas por daños en el ADN, como los dímeros de pirimidina. Luego se corta a ambos lados del daño. Luego UvrD (también llamada helicasa II), el producto de la uvrDgen, desenrolla el ADN, liberando el segmento dañado. Así, para este sistema, las proteínas UvrABC y UvrD llevan a cabo una serie de pasos en la fase de corte de la reparación por escisión. Esto deja un sustrato con huecos para ser copiado por la ADN polimerasa y pegado por la ADN ligasa.

Las proteínas UvrABC forman un complejo dinámico que reconoce el daño y hace cortes endonucleolíticos en ambos lados. Los dos cortes alrededor del daño permiten que el segmento monocatenario que contiene el daño sea escindido por la actividad helicasa de UvrD. Así, el complejo dinámico UvrABC y el complejo UvrBC pueden llamarse excinucleasas. Una vez que se ha extirpado el segmento dañado, queda un espacio de 12 a 13 nucleótidos en el ADN. Esto se puede rellenar con ADN polimerasa y la muesca restante se puede sellar con ADN ligasa. Dado que la plantilla no dañada dirige la síntesis por la ADN polimerasa, el ADN dúplex resultante ya no está dañado.

Más detalladamente, el proceso es el siguiente (Figura 7.14). UvrA2 (un dímero) y Uvr B reconocen el sitio dañado como un complejo (UvrA) 2UvrB. UvrA2 luego se disocia, en un paso que requiere hidrólisis de ATP. Esta es una reacción autocatalítica, ya que es catalizada por UvrA, que es en sí misma una ATPasa. Una vez que UvrA se ha disociado, UvrB (en el sitio dañado) forma un complejo con UvrC. El complejo UvrBC es la nucleasa activa. Hace las incisiones a cada lado del daño, en otro paso que requiere ATP. El esqueleto del fosfodiéster se escinde 8 nucleótidos en el lado 5 'del daño y 4-5 nucleótidos en el lado 3'. Finalmente, la helicasa UvrD desenrolla el ADN para eliminar el segmento dañado. El segmento de ADN dañado se disocia unido al complejo UvrBC. Como todas las reacciones de helicasa, el desenrollamiento requiere hidrólisis de ATP para romper los pares de bases. Por tanto, se requiere hidrólisis de ATP en tres pasos de esta serie de reacciones.

Figura 7.14.La excinucleasa Uvr (A) BC de E. coli reconoce sitios AP, dímeros de timina y otras distorsiones estructurales y hace mellas en ambos lados de la región dañada. El fragmento de 12-13 nucleótidos de longitud se libera junto con la excinucleasa por acción de la helicasa II.

¿En qué se diferencia una excinucleasa de una exonucleasa y una endonucleasa?

La reparación por escisión de nucleótidos es muy activa en células de mamíferos, así como en células de muchos otros organismos. El ADN de una célula cutánea normal expuesta a la luz solar acumularía miles de dímeros por día si este proceso de reparación no los eliminara. Una enfermedad genética humana, llamada xeroderma pigmentoso (XP), es una enfermedad de la piel causada por un defecto en las enzimas que eliminan las lesiones UV. Los fibroblastos aislados de pacientes con XP individuales son marcadamente sensibles a la radiación UV cuando se cultivan, similar al fenotipo mostrado por MI. coliuvrmutantes. Estas líneas de células XP se pueden fusionar en cultivo y probar su capacidad para restaurar la resistencia al daño de los rayos UV. Las líneas de células XP que lo hacen se clasifican en diferentes grupos de complementación. De esta forma se han definido varios grupos de complementación, o genes. Recientemente, se ha logrado un progreso considerable en la identificación de las proteínas codificadas por cada gen XP (tabla 7.2). Tenga en cuenta la estrecha analogía con las funciones bacterianas necesarias para NER. También se encuentran funciones similares en la levadura (Tabla 7.2). Las proteínas adicionales utilizadas en la NER eucariota incluyen hHR23B (que forma un complejo con el sensor de daño del ADN XPC), ERCCI (que forma un complejo con el XPF para catalizar la incisión 5 y rsquo en el sitio del daño), las otras subunidades de TFIIH (ver Capítulo 10) y la proteína de unión monocatenaria RPA.

Tabla 7.2: Genes afectados en pacientes con XP y proteínas codificadas
Gen humano Función proteica Homólogo a S. cerevisiae Análogo a E. coli
XPA Se une al ADN dañado Rad14 UvrA / UvrB
XPB 3 y rsquo a 5 y rsquo helicasa, componente de TFIIH Rad25 UvrD
XPC Sensor de daño al ADN (en complejo con hHR23B) Rad4
XPD 5 y rsquo a 3 y rsquo helicasa, componente de TFIIH Rad3 UvrD
XPE Se une al ADN dañado UvrA / UvrB
XPF Funciona con ERRC1 para cortar el ADN en el lado 5 y rsquo del daño Rad1 UvrB / UvrC
XPG Corta el ADN en el lado 3 y rsquo del daño Rad2 UvrB / UvrC

La NER se presenta de dos modos en muchos organismos, incluidas las bacterias, las levaduras y los mamíferos. Uno es la reparación global que actúa en todo el genoma, y ​​el segundo es una actividad especializada que se acopla a la transcripción. La mayoría de los productos del gen XP enumerados en la Tabla 2 funcionan en ambos modos de NER en células de mamíferos. Sin embargo, XPC (que actúa en un complejo con otra proteína llamada hHR23B) es un sensor de daño del ADN que es específico para el genoma global NER. En la NER acoplada a la transcripción, la ARN polimerasa que se alarga se detiene en una lesión en la hebra plantilla, quizás esta sea la actividad de reconocimiento de daños para este modo de NER. Uno de los factores de transcripción basal que se asocia con la ARN polimerasa II, TFIIH (véase el capítulo 10), también desempeña un papel en ambos tipos de NER. Un trastorno genético poco común en los seres humanos, el síndrome de Cockayne (SC), se asocia con un defecto específico de la reparación acoplada a la transcripción. Se han identificado dos grupos de complementación, CSAy CSB. La determinación de la naturaleza y la actividad de las proteínas codificadas por ellos proporcionará información adicional sobre la reparación eficiente de las cadenas de ADN transcrito. El fenotipo de los pacientes con SC es pleiotrópico, mostrando tanto fotosensibilidad como graves trastornos neurológicos y del desarrollo, incluido el envejecimiento prematuro. Estos síntomas son más graves que los observados en pacientes con XP sin NER detectable, lo que indica que la reparación acoplada a la transcripción o las proteínas CS tienen funciones además de las de NER.

Otras enfermedades genéticas también son el resultado de una deficiencia en la función de reparación del ADN, como el síndrome de Bloom y la anemia de Fanconi. Estas son áreas intensivas de investigación actual. Un buen recurso para obtener información actualizada sobre estas y otras enfermedades hereditarias, así como sobre los genes humanos en general, es la herencia mendeliana en línea en el hombre, u OMIM, accesible en http://www.ncbi.nlm.nih.gov.

La ataxia telangiectasia, o AT, ilustra el efecto de las alteraciones en una proteína que no está directamente involucrada en la reparación, pero tal vez indica que es necesaria para la reparación adecuada del ADN. La AT es una enfermedad genética rara y recesiva caracterizada por una marcha desigual (ataxia), dilatación de los vasos sanguíneos (telangiectasia) en los ojos y la cara, degeneración cerebelosa, retraso mental progresivo, inmunodeficiencias, envejecimiento prematuro y un aumento de la susceptibilidad de aproximadamente 100 veces. a los cánceres. Este último fenotipo está impulsando gran parte del interés en este locus, ya que los heterocigotos, que comprenden aproximadamente el 1% de la población, también tienen un mayor riesgo de cáncer y pueden representar hasta el 9% de los cánceres de mama en los Estados Unidos. El gen que es metroutado en A (de ahí llamado "ATM") fue aislado en 1995 y localizado en el cromosoma 11q22-23.

El gen ATM no parece codificar una proteína que participa directamente en la reparación del ADN (a diferencia de los genes que causan XP tras la mutación). Más bien, la AT es causada por un defecto en una vía de señalización celular. Basado en homologías con otras proteínas, el producto del gen ATM puede estar involucrado en la regulación de la longitud de los telómeros y la progresión del ciclo celular. El dominio C-terminal es homólogo a la fosfatidilinositol-3-quinasa (que también es una proteína quinasa Ser / Thr), de ahí la conexión con las vías de señalización. La proteína ATM también tiene regiones de homología con las proteínas quinasas dependientes de ADN, que requieren roturas, muescas o huecos para unir el ADN (a través de la subunidad Ku). Se requiere la unión al ADN para la actividad de la proteína quinasa. Esto sugiere que la proteína ATM podría estar involucrada en dirigir la maquinaria de reparación a tal daño.

Reparación de escisión de base

La reparación por escisión de bases difiere de la reparación por escisión de nucleótidos en los tipos de sustratos reconocidos y en el evento de escisión inicial. A diferencia de la NER, la maquinaria de escisión de bases reconoce las bases dañadas que no causan una distorsión significativa en la hélice del ADN, como los productos de los agentes oxidantes. Por ejemplo, la escisión de bases puede eliminar las uridinas del ADN, aunque un par de bases G: U no distorsiona el ADN. La reparación por escisión de bases es versátil y este proceso también puede eliminar algunas bases dañadas que distorsionan el ADN, como las purinas metiladas. En general, el reconocimiento inicial es una base dañada específica, no una distorsión helicoidal en el ADN. Una segunda diferencia importante es que la escisión inicial está dirigida al enlace glicosídico que conecta la base de purina o pirimidina con una desoxirribosa en el ADN. Esto contrasta con la escisión inicial de un enlace fosfodiéster en NER.

Las celdas contienen una gran cantidad de glicosilasas que reconocen bases dañadas o inapropiadas, como el uracilo, del ADN. La glicosilasa elimina la base dañada o inapropiada catalizando la escisión del enlace N-glicosídico que une la base al esqueleto de azúcar-fosfato. Por ejemplo, uracil-N-glicosilasa, el producto de la ung gen, reconoce el uracilo en el ADN y corta el enlace N-glicosídico entre la base y la desoxirribosa (Figura 7.15). Otras glicosilasas reconocen y escinden las bases dañadas. Por ejemplo, la metilpurina glicosilasa elimina el G y A metilado del ADN. El resultado de la actividad de estas glicosilasas es un sitio apurínico / apirimidínico, o sitio AP (Figura 7.15). En un sitio AP, el ADN sigue siendo un dúplex intacto, es decir, no hay roturas en el esqueleto del fosfodiéster, pero una base se ha ido.

A continuación, un AP endonucleasa corta el ADN solo 5 y rsquo en el sitio AP, proporcionando así un cebador para la ADN polimerasa. En E. coli, la función exonucleasa 5 'a 3' de la ADN polimerasa I elimina la región dañada y la rellena con el ADN correcto (utilizando la polimerasa 5 'a 3', dirigida por la secuencia de la hebra complementaria no dañada).

Se han desarrollado mecanismos adicionales para mantener a U & rsquos fuera del ADN. MI. colitambién tiene un dUTPase, codificado por el holandésgen, que cataliza la hidrólisis de dUTP a dUMP. El producto dUMP es el sustrato de la timidilato sintetasa, que cataliza la conversión de dUMP en dTMP. Esto mantiene baja la concentración de dUTP en la célula, lo que reduce la posibilidad de que se utilice en la síntesis de ADN. Así, la acción combinada de los productos de la holandés+ ungLos genes ayudan a prevenir la acumulación de U en el ADN.

En la reparación por escisión de bases, ¿qué enzimas son específicas para un tipo particular de daño y cuáles se utilizan para todas las reparaciones por esta vía?

Figura 7.15. La reparación por escisión de bases se inicia mediante una glicosilasa que reconoce y elimina las bases inapropiadas o dañadas químicamente en el ADN. La glicosilasa rompe el enlace glicosídico entre la base y el azúcar, dejando un sitio apurínico / apirimidínico. La endonucleasa AP puede entonces cortar la columna vertebral del fosfodiéster 5 y rsquo hacia el sitio AP. Cuando la ADN polimerasa I se une al extremo libre del cebador en la muesca, su actividad exonucleasa 5'-3 'corta algunos nucleótidos por delante de la base faltante y su actividad de polimerización llena todo el espacio de varios nucleótidos.

Reparación de desajustes

El tercer tipo de reparación por escisión que consideraremos es reparación de desajustes, que se utiliza para reparar errores que ocurren durante la síntesis de ADN. La corrección de pruebas durante la replicación es buena pero no perfecta. Incluso con una subunidad funcional e, la ADN polimerasa III permite incorporar el nucleótido incorrecto aproximadamente una vez de cada 108 pb sintetizados en E. coli. Sin embargo, la tasa de mutación medida en bacterias es tan baja como un error por 1010 o 1011 pb. Las enzimas que catalizan discordancia repararson responsables de este último grado de precisión. Reconocen nucleótidos mal incorporados, los escinden y los reemplazan con los nucleótidos correctos. A diferencia de la reparación por escisión de nucleótidos, la reparación de errores de apareamiento no opera en aductos voluminosos o distorsiones importantes de la hélice de ADN. La mayoría de los desajustes son sustitutos dentro de una clase química, p. Ej. una C incorporada en lugar de una T. Esto sólo causa sutiles distorsiones helicoidales en el ADN, y el nucleótido mal incorporado es un componente normal del ADN. La capacidad de una célula para reconocer un desajuste refleja la exquisita especificidad de MutS, que puede distinguir los pares de bases normales de los que resultan de una incorporación incorrecta. Por supuesto, la maquinaria de reparación necesita saber cuál de los nucleótidos de un par de desajustes es el correcto y cuál se incorporó incorrectamente.Lo hace determinando qué hebra se sintetizó más recientemente y reparando el desajuste en la hebra naciente.

En E. coli, la metilación de A en un motivo GATC proporciona un marcador covalente para la hebra parental, por lo que la metilación del ADN se usa para discriminar las hebras parentales de las progenie. Recuerde que el represa metilasa cataliza la transferencia de un grupo metilo a la A de la secuencia pseudopalindrómica GATC en el ADN dúplex. La metilación se retrasa varios minutos después de la replicación. En este intervalo antes de la metilación de la nueva cadena de ADN, el sistema de reparación de errores de emparejamiento puede encontrar errores de emparejamiento y dirigir su actividad de reparación a los nucleótidos de la cadena recién replicada sin metilar. Por tanto, los errores de replicación se eliminan preferentemente.

El complejo de enzimas MutH-MutL-MutS, o MutHLS, cataliza la reparación de desajustes en E. coli. Los genes que codifican estas enzimas, mutH, mutLy mutS, fueron descubiertos porque las cepas que portan mutaciones en ellos tienen una alta frecuencia de nuevas mutaciones. A esto se le llama fenotipo mutador, y de ahí el nombre mutse le dio a estos genes. No todos los genes mutantes están implicados en la reparación de errores de apareamiento, por ejemplo, las mutaciones en el gen que codifica la enzima correctora de la ADN polimerasa III también tienen un fenotipo mutador. Este gen se descubrió de forma independiente en pruebas de detección de defectos en la replicación del ADN (dnaQ ) y genes mutantes (mutD). Tres grupos de complementación dentro del conjunto de alelos mutantes han sido implicados principalmente en la reparación de desajustes, estos son mutH, mutLy mutS.

MutS reconocerá siete de los ocho posibles pares de bases que no coinciden (excepto C: C) y se unirá en ese sitio en el ADN dúplex (Figura 7.16). MutHy MutL (con ATP unido) luego se unen al complejo, que luego se mueve a lo largo del ADN en cualquier dirección hasta que encuentra un motivo GATC hemimetilado, que puede estar a unos pocos miles de pares de bases de distancia. Hasta este punto, la función nucleasa de MutH ha estado inactiva, pero se activa en presencia de ATP en un GATC hemimetilado. Escinde la hebra de ADN no metilado, dejando una muesca 5 'a la G en la hebra que contiene el GATC no metilado (es decir, la nueva hebra de ADN). La misma hebra se corta en el otro lado del desajuste. Las enzimas involucradas en otros procesos de reparación y replicación catalizan los pasos restantes. El segmento de ADN monocatenario que contiene el nucleótido incorrecto debe ser escindido por UvrD, también conocido como helicasa II y MutU. SSB y exonucleasa I también participan en la escisión. A medida que el proceso de escisión forma el espacio, se rellena con la acción concertada de la ADN polimerasa III (figura 7.16.).

Figura 7.16 (parte 1). Reparación de desajustes por MutHLS: reconocimiento del desajuste (mostrado en rojo), identificación de la nueva hebra de ADN (usando el GATC hemimetilado mostrado en azul) y corte para abarcar el GATC no metilado y el nucleótido incorrectamente incorporado (G rojo).

Figura 7.16 (parte 2). Reparación de desajustes: escisión del ADN con el nucleótido bu Uvr D mal incorporado (con la ayuda de exonucleasa I y SSB), llenado de espacios por ADN polimerasa III y ligadura.

La reparación de desajustes está altamente conservada y la investigación de este proceso en ratones y humanos está proporcionando nuevas pistas sobre las mutaciones que causan cáncer. E. coli genes mutLy mutSse han identificado en muchas otras especies, incluidos los mamíferos. El avance clave provino del análisis de mutaciones que causan uno de los cánceres hereditarios más comunes, cáncer de colon hereditario sin poliposis(HNPCC). Algunos de los genes que, al mutar, provocan esta enfermedad, codifican proteínas cuyas secuencias de aminoácidos son significativamente similares a las de dos de los MI. colienzimas reparadoras de desajustes. Los genes humanos se llaman hMLH1(para humanos mutLhomólogo 1), hMSH1, y hMSH2(para humanos mutS homólogo 1 y 2, respectivamente). El trabajo posterior ha demostrado que estas enzimas en humanos están involucradas en la reparación de desajustes. Es de suponer que el aumento de la frecuencia de mutación en células deficientes en la reparación de errores de emparejamiento conduce a la acumulación de mutaciones en protooncogenes, lo que da como resultado la desregulación del ciclo celular y la pérdida del control normal sobre la tasa de división celular.

Los homólogos humanos de las enzimas bacterianas implicadas en la reparación de errores de apareamiento también están implicados en funciones homólogas. Dados los homólogos humanos discutidos anteriormente, ¿qué funciones enzimáticas que se encuentran en la reparación de errores de apareamiento bacteriano también se encuentran en humanos? ¿Qué funciones faltan y, por lo tanto, es probable que las lleve a cabo una enzima no homóloga a las utilizadas en la reparación de errores de apareamiento bacteriano?

Reparación de recombinación (sistema de recuperación)

En los tres tipos de reparación por escisión, los nucleótidos dañados o mal incorporados se cortan del ADN y la hebra restante de ADN se usa para la síntesis de la secuencia de ADN correcta. Sin embargo, esta hebra complementaria no siempre está disponible. A veces, la ADN polimerasa tiene que sintetizarse más allá de una lesión, como un dímero de pirimidina o un sitio AP. Una forma de hacerlo es detenerse en un lado de la lesión y luego reanudar la síntesis unos 1000 nucleótidos más abajo. Esto deja un espacio en la hebra opuesta a la lesión (Figura 7.17).

La información necesaria en el espacio se recupera de la molécula hija normal incorporando una sola hebra de ADN, mediante recombinación mediada por RecA (véase el Capítulo VIII). Esto llena el espacio opuesto al dímero, y el dímero ahora se puede reemplazar mediante reparación por escisión (figura 7.17). El espacio resultante en la hija (previamente) normal se puede rellenar con ADN polimerasa, utilizando la buena plantilla.

Figura 7.17. Reparación de recombinación, un sistema de recuperación de información

Síntesis de translesión

Como se acaba de describir, la ADN polimerasa puede pasar por alto una lesión en la hebra de la plantilla, dejando un espacio. Tiene otra opción cuando se encuentra una lesión de este tipo, que es sintetizar ADN de una manera no dirigida por molde. Se llama síntesis de translesión, derivación de la síntesis o reparación propensa a errores. Este es el último recurso para la reparación del ADN, p. Ej. cuando la reparación no se ha realizado antes de la replicación. En la replicación de translesión, la ADN polimerasa pasa de la síntesis dirigida por molde a catalizar la incorporación de nucleótidos aleatorios. Estos nucleótidos aleatorios suelen ser mutaciones (es decir, en tres de cada cuatro veces), por lo que este proceso también se denomina reparación propensa a errores.

La síntesis de translesión utiliza los productos de la umUCy umuDgenes. Estos genes reciben el nombre de UV nomufenotipo de tabla de mutantes defectuosos en estos genes

Pregunta 7.11. ¿Por qué las mutaciones en los genes necesarios para la síntesis de translesiones (reparación propensa a errores) conducen a una nofenotipo mutable?

UmuD forma un homodímero que también forma complejos con UmuC. Cuando aumenta la concentración de ADN monocatenario y RecA (por daño del ADN, consulte la siguiente sección), RecA estimula una actividad autoproteasa en UmuD2 para formar UmuD y rsquo2. Esta forma escindida ahora está activa en la síntesis translesional. La UmuC en sí misma es una ADN polimerasa. Un complejo de múltiples subunidades que contiene UmuC, la UmuD activada y rsquo2 y la subunidad a de la ADN polimerasa III catalizan la síntesis translesional. Los homólogos de la polimerasa UmuC se encuentran en levaduras (RAD30) y humanos (XP-V).

La respuesta SOS

Una batería coordinada de respuestas al daño del ADN en MI. colise conoce como la respuesta SOS. Este nombre se deriva de la llamada de socorro marítimo, & ldquoSOS & rdquo para & quotSave Our Ship & quot. Acumulación de daño al ADN, p. Ej. a partir de altas dosis de radiación que rompen la columna vertebral del ADN, se generarán regiones monocatenarias en el ADN. Las cantidades crecientes de ADN monocatenario inducen funciones SOS, que estimulan tanto la reparación de la recombinación como la síntesis translesional que acabamos de comentar.

Las proteínas clave en la respuesta SOS son RecA y LexA. RecA se une a regiones monocatenarias del ADN, lo que activa nuevas funciones en la proteína. Uno de ellos es la capacidad de activar aún más una actividad proteolítica latente que se encuentra en varias proteínas, incluido el represor LexA, el UmuDproteína y el represor codificado por el bacteriófago lambda (Figura 7.18). RecA activada por unión a ADN monocatenario no es en sí misma una proteasa, sino que sirve como co-proteasa, activando la función proteolítica latente en LexA, UmuD y algunas otras proteínas.

En ausencia de daño apreciable en el ADN, la proteína LexA reprime muchos operones, incluidos varios genes necesarios para la reparación del ADN: recA, lexA, uvrA, uvrB y umuC.Cuando la RecA activada estimula su actividad proteolítica, se escinde a sí misma (y a otras proteínas), lo que lleva a la inducción coordinada de los operones regulados por SOS (figura 7.18).

Figura 7.18. RecA y LexA controlan la respuesta SOS.


Los errores de copia de ADN podrían ser la causa más común de cáncer


Los investigadores dicen que la mayoría de las mutaciones que causan cáncer pueden no ser el resultado de factores ambientales o la herencia, sino de errores creados en el proceso de replicación del ADN. Publicaron sus hallazgos en la revista. Ciencias.

El cáncer surge cuando algo sale mal en las células del cuerpo. Comienzan a dividirse, como lo hacen las células normales, pero luego no se detienen. Hay tres razones por las que esto puede suceder. Primero, una persona puede heredar genes que están preprogramados para iniciar esta división celular anormal. En segundo lugar, la exposición a sustancias nocivas como el humo del cigarrillo, la luz solar o el alcohol ejerce presión sobre el cuerpo y daña el ADN de una persona, lo que aumenta el riesgo de que surjan mutaciones.

La tercera razón, la copia defectuosa del ADN, es menos conocida y, en general, se ha considerado un problema menor que la herencia o los factores ambientales.

Pero los autores del nuevo artículo dicen que lo entendimos todo al revés. Examinaron mutaciones causantes de cáncer en 17 cánceres diferentes, incluidos el de páncreas, huesos, pulmón y próstata, e identificaron las mutaciones con más probabilidades de causar cada tipo de cáncer. Luego crearon un modelo matemático utilizando registros de incidencia real de cáncer en 69 países de todo el mundo, lo que representa 4.800 millones de personas, o dos tercios de la población mundial, y muestras genéticas de personas con cáncer.

Sus resultados variaron según el tipo de cáncer. Las mutaciones que conducen al cáncer de pulmón eran, como se creía anteriormente, más probablemente causadas por factores ambientales como el tabaquismo. Pero era mucho más probable que otros cánceres surgieran de errores de copia. La probabilidad de que el cáncer de páncreas sea causado por errores de replicación del ADN fue del 77 por ciento para los cánceres de próstata, huesos y cerebro, el número llegó al 95 por ciento.


El coautor Bert Vogelstein del Johns Hopkins Kimmel Cancer Center dice que los resultados de su equipo deberían conducir a un gran cambio en la forma en que pensamos sobre el riesgo, el diagnóstico y el tratamiento del cáncer.

“Puede reducir la posibilidad de errores tipográficos asegurándose de no estar somnoliento mientras escribe y de que no falten algunas teclas en el teclado. Pero los errores tipográficos se seguirán produciendo porque nadie puede escribir perfectamente ", dijo en un comunicado." Muchas personas seguirán desarrollando cánceres debido a estos errores aleatorios de copia de ADN, y existen mejores métodos para detectar todos los cánceres antes, mientras todavía son curables. Urgentemente necesitado."


¿Cuáles son los genes mutantes que causan errores de copia en otros genes? - biología

Alteraciones en genes implicados en la reparación de mutaciones del ADN (mut genes) dan como resultado una mayor frecuencia de mutaciones y una mejor adaptabilidad de la bacteria a condiciones estresantes. Las cepas del genotipo W-Beijing mostraron alteraciones de sentido erróneo únicas en tres supuestos mut genes, incluidos dos de los chucho tipo (Rv3908 y mutT2) y ogt. Se descubrió que estos polimorfismos son característicos y únicos del linaje filogenético de W-Beijing. Análisis de la mut genes en 55 aislados representativos de W-Beijing sugiere una adquisición secuencial de las mutaciones, aclarando una vía plausible de la evolución molecular de esta familia clonal. La adquisición de mut Los genes pueden explicar en parte la capacidad de los aislados de tipo W-Beijing para adaptarse rápidamente a su entorno.

La tuberculosis (TB) y el SIDA causan más muertes en adultos en todo el mundo que cualquier otra enfermedad infecciosa. A nivel mundial, el número de casos de tuberculosis está creciendo a una tasa del 2% anual. La resistencia, especialmente la resistencia a múltiples fármacos (MDR), es un problema creciente (1) y un peligro creciente para la salud humana. Se han informado muchos brotes de TB-MDR, definida como resistencia a al menos rifampicina e isoniazida, con mala respuesta al tratamiento y tasas muy altas de enfermedad y muerte. Algunos brotes de tuberculosis han involucrado a pacientes con coinfección por VIH (2,3). Aunque en varios casos, se han identificado brotes de MDR asociados con un genotipo particular, como la cepa W (4,5), las variantes de la cepa W susceptibles a fármacos representan la mayor parte de este grupo de aislamientos caracterizados hasta la fecha.

Figura 1. Patrones característicos de Tuberculosis micobacteriana Cepas de genotipo de Beijing.

En 1995, la mayor proporción de Tuberculosis micobacteriana cepas de Beijing, China, compartieron un alto grado de similitud en IS6110 Patrones de polimorfismo de longitud de fragmentos de restricción (RFLP) y patrones de espoligo idénticos (6). Los análisis moleculares posteriores han indicado que los aislados W y Beijing constituyen un solo grupo de cepas designadas como el genotipo W-Beijing (Figura 1). La distribución global y el éxito de M. tuberculosis aislados del genotipo W-Beijing han llevado a la hipótesis de que estas cepas pueden tener ventajas selectivas sobre otras M. tuberculosis son. Además de la cepa W-MDR identificada en la ciudad de Nueva York y áreas de Cuba, Estonia, Vietnam y Rusia, el genotipo W-Beijing se ha asociado significativamente con la resistencia a los fármacos (7 y datos no publicados). Varios estudios han sugerido que las cepas del genotipo W-Beijing se están diseminando por todo el mundo (7). En Vietnam, la proporción de cepas W-Beijing fue del 71% en pacientes & lt25 años y del 41% para los & gt25 años (8). Además, las cepas de W-Beijing han estado implicadas en varias epidemias de tuberculosis a nivel mundial, incluidas las de Nueva York, Texas, California, Carolina del Sur y Nueva Jersey en los Estados Unidos (9) y Sudáfrica, Rusia y España (10). Un estudio reciente mostró que el 82% de las cepas MDR aisladas en una prisión en Azerbaiyán, Europa del Este, son del genotipo W-Beijing (11).

La investigación en curso se centra en identificar los factores responsables de la propagación mundial de las cepas W-Beijing y su capacidad para adaptarse y mejorar su patogenicidad o virulencia. Es de suma importancia identificar un posible mecanismo para una mayor adaptación de estas bacterias al sistema de defensa inmunológico del huésped humano o intervenciones humanas como el tratamiento anti-TB. Dichos mecanismos pueden indicar cómo la bacteria se adapta al huésped, un requisito previo para una mayor acumulación de mutaciones genómicas asociadas con la resistencia. En M. tuberculosis, La resistencia a los antibióticos se produce debido a mutaciones genómicas en ciertos genes, como el katG gen de la resistencia a la isoniazida (INH) y la rpoB gen de la resistencia a la rifampicina12). En contraste con varios otros patógenos con fenotipos MDR, no se han reportado mecanismos de resistencia mediados por plásmidos o transposones en M. tuberculosis (1315). Dado que la resistencia a los bacteriostáticos en M. tuberculosis se debe exclusivamente a mutaciones genómicas, la bacteria se beneficiaría de una mayor tasa de mutación.

Estudios recientes proporcionaron evidencia del papel de los fenotipos mutantes en la aparición de MDR clínico. Pseudomonas aislamientos16). Estos fenotipos no solo permiten que las bacterias adquieran resistencia a los antibióticos con mayor facilidad, sino que también facilitan su adaptación a un nuevo nicho. Las bacterias pueden escapar de la vigilancia inmunológica modulando la resistencia bacteriana a los mecanismos de defensa del huésped (1618). Este hallazgo nos llevó a investigar si existe una situación similar en M. tuberculosis. Hemos realizado un análisis de secuencia comparativo completo de genes diana seleccionados para evaluar y estudiar la presencia de mutaciones en genes putativos que se espera que desempeñen un papel en la frecuencia de mutaciones en tales cepas.

Los fenotipos mutados comúnmente son el resultado de defectos en la reparación del ADN (19). Un análisis in silico sugirió que la mayoría de los sistemas de reparación de desajustes (p. Ej., mutS, mutL, o mutH) faltaban en el M. tuberculosis el genoma20). Sin embargo, la frecuencia de mutaciones espontáneas en M. tuberculosis (cultivos in vitro) es similar al encontrado en otros sistemas de reparación de desajustes portadores de bacterias (21), lo que sugiere que deben estar presentes otros mecanismos de reparación del ADN. Los marcos de lectura abiertos hipotéticos (ORF), similares a los genes que se sabe que son responsables de evitar o reparar las lesiones del ADN resultantes de la alquilación u oxidación de nucleótidos, están presentes en el genoma de M. tuberculosis. Buscamos variaciones en estos genes en 139 aislados clínicos para detectar posibles mutaciones que podrían permitir una mayor adaptabilidad al huésped y una mayor resistencia a los fármacos anti-TB.

Métodos

Buscamos mut variación de genes en 139 M. tuberculosis cepas complejas originarias de 35 países diferentes. Se seleccionaron 94 de estas cepas porque eran cepas representativas caracterizadas con 13 marcadores genéticos diferentes en estudios anteriores (6,22).

Este conjunto comprendía 125 M. tuberculosis cepas, 1 M. africanum, 8 M. bovis, 3 M. bovis BCG y 2 M. microti. Cincuenta y cinco cepas tenían un genotipo W-Beijing. 12 tenían un fenotipo MDR. Se estudiaron cepas que representan diferentes ramas del genotipo W-Beijing. Ocho MDR M. tuberculosis se incluyeron cepas con un genotipo distinto de Beijing. Cinco M. tuberculosis Se obtuvieron cepas del genotipo W-Beijing y tres cepas de genotipo no relacionado del programa nacional de vigilancia de la tuberculosis multirresistente en España. Cuatro M. tuberculosis Se incluyeron cepas del genotipo W-Beijing aisladas en los Países Bajos y una de Vietnam porque mostraban patrones de espoligo con menos de nueve espaciadores. Otras cinco cepas del genotipo W-Beijing mostraron hibridación con un espaciador adicional, como se demostró mediante el uso del conjunto extendido de espaciadores, dos de los cuales carecían de hibridación con el espaciador 37. La cepa W4 es parte de un brote susceptible a fármacos en Nueva Jersey (4) W147 es un aislado farmacorresistente muy extendido en Rusia (23). Once cepas eran representativas de las cepas ancestrales W-Beijing, que divergieron temprano en la evolución del linaje filogenético W-Beijing. Finalmente, 29 cepas de otro genotipo observado con frecuencia, el genotipo Haarlem (6), fue investigado.

La colección consistió en 55 aislados del genotipo W-Beijing, 29 aislados del genotipo Haarlem, 8 cepas del genotipo africano, 1 M. bovis cepa, y 46 representantes de otros genotipos.Agrupación genética principal (PGG), según el polimorfismo en katG y gyrA, se conocía (24) para la mayoría de los aislamientos en este estudio. Setenta y cuatro cepas pertenecen a PGG 1, 54 a PGG 2 y 3 a PGG 3. Todos los aislamientos se sometieron al menos a IS6110 Tipificación RFLP y spoligotyping (6). Se determinó la susceptibilidad a los fármacos para 41 de las 139 cepas (Tabla 1 y 2). Varios putativos mut genes fueron anotados como tales en la secuencia genómica liberada de M. tuberculosis (25). Además, utilizando el programa BLAST (26), identificamos Rv3908 como un ORF que lleva un chucho dominio27) y desde entonces lo he nombrado mutT4.

Los cebadores fueron diseñados para amplificar supuestos mut genes: mutY (5′-CCGGCGACGAATCGCTCGTT-3 ′, 5′-AGCTGGGACAGTCGTCGCGG-3 ′), mutM (5′-CTGGTTCGATGGTGATGACC-5 ′, 5′-GTGCGCTCGACCCACAG-3 ′), mutT2 (5′-TCCGGATGATGATTTACCTCC-3 ′, 5′-TCCGCCGGGTCGGGGAC-3 ′), mutT1 (5′-ATCGTCGGCGTGCCGTG-3 ′, 5′-GTCAGCGTCCTGCCCGG-3 ′), mutT4 (5′-TCGAAGGTGGGCAAATCGTG-3 ′ 5′-TGGGGTTCGCTGGAAGTGG – 3 ′), ogt (5′-CAGCGCTCGCTGGCGCC-3 ′, 5′-GACTCAGCCGCTCGCGA-3 ′) y mut T3 (5′-GTCACGTCTGTTAGGACCTC-3 ′, 5′-CGCGCAACGGCTGCCGG-3 ′). Se diseñaron cebadores similares para amplificar la rpoB gen (5′-TACGGTCGGCGAGCTGATCC-3 ′, 5′- TACGGCGTTTCGATGAACC-3 ′).

La secuenciación del ADN se realizó directamente en los fragmentos amplificados mediante el método de terminación de cadena didesoxi con el kit de secuenciación del ciclo Big Dye Terminator (Perkin Elmer Applied Biosystems, Courtaboeuf, Francia) en un sistema de reacción en cadena de la polimerasa (PCR) GeneAmp 9600 (Perkin Elmer) y se ejecuta en un sistema de análisis de ADN modelo 373 o 3100 (Applied Biosystems). Secuencias de mutY, mutT2, mutT4, rpoB, mutT1, mutT3, y ogt de El M. tuberculosis las cepas H37Rv, CDC1551 y MT210 se obtuvieron a partir de secuencias publicadas o en el sitio web de TIGR (disponible en: URL: http://www.tigr.org/).

Resultados

Buscamos variación alélica en genes putativos que codifican enzimas reparadoras del ADN: chucho (que hidroliza el trifosfato de 8-oxo-desoxiguanosina) (28), ogt (que elimina los grupos metilo de O6-metilguanina en el ADN) (29), mutM (glicosilato de formamidopirimidina-ADN) (30), y mutY (glicosilato de adenina específico) (31) en 12 MDR M. tuberculosis son. Posteriormente, genotipificamos la variación observada del polimorfismo de un solo nucleótido (SNP) en 124 cepas, miembros de la M. tuberculosis complejo, y en las tres secuencias publicadas de M. tuberculosis son. En total, el muestreo comprende 55 genotipos W-Beijing M. tuberculosis cepas, incluidos 11 aislados ancestrales de W-Beijing (datos no publicados), 84 M. tuberculosis cepas de otros genotipos, y 1 M. bovis cepa.

barnes / mutt.html. La región de similitud detectada se muestra aquí. #, residuos absolutamente conservados *, residuos fuertemente conservados "/>

Figura 2. Alineación de secuencias de proteínas MutT. Tuberculosis micobacteriana Rv2985 (MutT1), Rv1160 (MutT2), Rv0413 (MutT3) y Rv3908 (MutT4) se seleccionaron de la M. tuberculosis genoma debido a su anotación o después de un análisis BLAST. Se compararon estas secuencias.

Varios putativos mut genes fueron anotados como tales en la secuencia genómica liberada de M. tuberculosis. Una búsqueda BLAST usando el E. coli chucho secuencias como plantilla identificada, además de mutT1, mutT2, mutT3, el ORF hipotético Rv3908, que hemos designado como mutT4. Los mejores partidos con E. coli chucho se observaron genes para mutT2 y mutT4. La Figura 2 muestra el alineamiento de la secuencia de la región conservada de los diferentes genes del M. tuberculosis genoma que muestra similitud con chucho de E. coli. La búsqueda de secuencias similares a ogt, mutM, y mutY identificó un único ORF en cada caso. Se diseñaron cebadores para la amplificación por PCR de todos los genes mencionados anteriormente.

Primero determinamos las secuencias de los diferentes genes mencionados anteriormente en 12 MDR M. tuberculosis cepas (ZA20, ZA65, ZA67, ZA68, ZA69, ZA11, ZA16, ZA12, ZA13, ZAA14, ZA17 y ZA19), incluidas 5 cepas W-Beijing (ZA20, ZA65, ZA67, ZA78 y ZA69). Para el mutY, mutM, mutT1, y mutT3 genes putativos, se obtuvo amplificación por PCR en todas las cepas probadas, pero el análisis de secuencia no indicó ningún cambio de nucleótidos en estos loci, excepto para el mismo SNP silencioso en mutT3 en cepas con genotipo Haarlem. Confirmamos estos hallazgos secuenciando mutT1, mutT3, mutM, y mutY en una colección de 26 cepas MDR del norte de África. No se observó variación en mutT1 o mutM. Solo una cepa tuvo una variación importante en mutY. Todas las cepas de Haarlem portaban una mutación silenciosa característica en mutT3 y una mutación característica en ogt (Ser 15 reemplazado por Thr). Estos SNP definitorios también se observaron para todas las cepas de Haarlem de este estudio. No se observaron otras variaciones en mutT1, mutT3, mutM, o mutY. Sin embargo, el análisis de secuencia comparativa de H37Rv, CDC1551 y los cinco aislados MDR-W-Beijing indicó polimorfismos en mutT2, mutT4, y ogt. Estas mutaciones en mutT4, mutT2, y ogt también se encontraron en la cepa 210 de W-Beijing (TIGR) pero no en las cepas MDR distintas de las pertenecientes al genotipo W-Beijing. Por lo tanto, decidimos ampliar esta investigación y buscar mutaciones en estos tres genes en una colección de M. tuberculosis aislamientos complejos, que incluyen ramas bien definidas del linaje filogenético W-Beijing (Tabla 1 y 2).

En 43 de 55 cepas con un genotipo W-Beijing, susceptibles a bacteriostáticos o MDR, encontramos una mutación en mutT4. El codón 48 (CGG) del ORF anotado se había cambiado a GGG, dando como resultado la sustitución de aminoácidos de Arg por Gly (Tabla 1 y 2). Se encontraron los 11 aislados de W-Beijing que se sabe están estrechamente relacionados con la cepa ancestral W-Beijing (AM, HI, N16, DU2, DV, LB2, KY, IK, 122 (C11), 113 y 107 (LB)) tener el genotipo de tipo salvaje como todos los otros 84 aislamientos con un genotipo distinto de W-Beijing.

Treinta y nueve de las 43 cepas W-Beijing con la mutación en mutT4 llevaba una mutación adicional en mutT2 y en ogt. los mutT2 La mutación constituye un cambio en el codón 58 (GGA a CGA), lo que resulta en una sustitución de aminoácidos de Gly por Arg. El sitio activo de la E. coli La enzima MutT comprende los aminoácidos 53, 56, 57 y 98. Por tanto, una mutación Gly a Arg en la posición 58 puede tener un efecto importante sobre la actividad enzimática y conducir a un fenotipo mutante.

Los 39 aislamientos de W-Beijing que llevan el mutT2 El polimorfismo en el codón 58 también mostró una mutación silenciosa concurrente en el codón 12 (Gly GGG a GGA Gly) del ogt gene. De los cuatro posibles codones que codifican para glicina, GGG y GGA tenían el uso de codones sinónimo relativo más bajo (RSCU) en genes con altos niveles de expresión (0,20 y 0,17, respectivamente, en comparación con 1,32 y 2,31 para GGU y GGC). Para genes con niveles de expresión bajos, los valores de RSCU son 0.92, 0.37, 0.65 y 2.06 para GGG, GGA, GGU y GGC, respectivamente (32).

Figura 3. Representación esquemática de una vía plausible para explicar la acumulación de mutaciones en mut genes.

Los cinco aislados de W-Beijing con una mutación en mutT4 y un tipo salvaje mutT2 el gen no contenía el ogt mutación silenciosa en el codón 12 tampoco. En cambio, todos compartían una sustitución de dinucleótidos en el codón 37 (ACC a CTC) de ogt, lo que resulta en la sustitución de aminoácidos de Arg por Leu. Estos cinco aislados de W-Beijing de 43 con el mutT4 mutaciones, sin el mutT2 (codón 58) o el ogt (codón 12), diferían molecularmente de todos los demás aislados de W-Beijing en su patrón de espoligotipo y la deleción acompañante que flanqueaba el locus DR. Cuatro de cada cinco se aislaron de pacientes holandeses en los Países Bajos, el quinto se originó en un paciente en Vietnam. El aislado vietnamita (n. ° 94) compartió & gt95% IS6110 similitud de patrón con el aislado holandés 115 cuando se utilizó el análisis RFLP estándar. En general, los cinco aislamientos estaban estrechamente relacionados entre sí de acuerdo con IS6110 elaboración de perfiles (& gt90% de similitud). El espaciador 37 en el locus DR de los aislamientos holandeses 114 y 139 estaba ausente, mientras que a la muestra 115 le faltaban los espaciadores 37 y 38, y 111 tenía una deleción de los espaciadores 38 y 39 pero no el espaciador 37, lo que sugiere que estos aislamientos pueden pertenecer a un sublinaje diferente . En la Figura 3 se propone una filogenia tentativa de las cepas W-Beijing analizadas en este estudio. Siete de las nueve cepas MDR W-Beijing llevaban mutaciones sin sentido en dos muT genesmutT2 y mutT4), y dos tenían una mutación sin sentido en ambos mutT4 y ogt (Tabla 1 y 2).

Sin mutaciones en mutT4 o en mutT2 se observaron en cualquiera de los 84 M. tuberculosis cepas complejas, incluidas 19 cepas de PGG1, 54 cepas de PGG2 y 2 cepas de PGG3, las cepas se originaron en 29 países y eran un genotipo distinto de W-Beijing. Se observó una mutación Thr15Ser en 24 de 29 cepas de la familia Harlem. No se observó ningún otro cambio en ogt.

La resistencia a la rifampicina en las cepas MDR se correlacionó con mutaciones en el rpoB gene. Las tres cepas MDR W-Beijing ensayadas aisladas en España, con las mutaciones en el mutT2 y mutT4 loci, albergaba una mutación diferente en el rpoB gene. Estas cepas se aislaron de pacientes que habían emigrado de Europa del Este a España (ZA67, ZA68 y ZA69). Análisis del SI6110 El RFLP de los respectivos aislamientos mostró una diferencia de una sola banda. Estos hallazgos sugieren que las tres cepas pueden estar relacionadas. La adquisición de las tres mutaciones diferentes en el rpoB El gen que conduce a la resistencia a la rifampicina debe haber ocurrido después de la adquisición de mutaciones en los supuestos genes de la enzima reparadora de nucleótidos. mutT4 y mutT2.

Discusión

Nuestros resultados muestran que M. tuberculosis las cepas del genotipo W-Beijing adquirieron mutaciones sin sentido en los genes de reparación del ADN. Estas M. tuberculosis Las cepas del genotipo W-Beijing están genéticamente muy conservadas y muy extendidas. Se ha demostrado previamente que los genes de reparación del ADN están asociados con fenotipos mutantes en otros microorganismos. El éxito de este grupo de cepas puede deberse en parte a mutaciones en las enzimas reparadoras del ADN, lo que podría proporcionar una verdadera ventaja selectiva para que estas bacterias se adapten y persistan, incluso a través de la adquisición de resistencia a los medicamentos antituberculosos. Las mutaciones en los genes de reparación del ADN podrían ser la respuesta evolutiva del bacilo de la tuberculosis para aumentar la adaptación a los huéspedes. Esta adaptación conducirá a tendencias crecientes en la epidemia de tuberculosis en las próximas décadas. La Organización Mundial de la Salud considera la MDR y la resistencia como un problema de importancia local más que global (1). Si la contribución relativa de las cepas del genotipo W-Beijing a la actual epidemia mundial de tuberculosis está aumentando como se sugiere (7), este enfoque debería revisarse. En áreas con un problema creciente de MDR-TB, como Estonia y Rusia, las cepas del genotipo W-Beijing se asocian predominantemente con casos de MDR (33). En Alemania, la proporción relativa de cepas W-Beijing entre los aislamientos de casos resistentes ha aumentado del 12% en 1995 al 35% en 2000 (datos no publicados). La última observación puede indicar una influencia cada vez mayor de las cepas de W-Beijing en la epidemia mundial de tuberculosis.

Identificamos polimorfismos en M. tuberculosis en genes que podrían resultar en un fenotipo mutante y, por lo tanto, una adaptación plausiblemente mejor de los bacilos a un entorno hostil (34). Se encontró que cuarenta y tres de los 55 aislados de W-Beijing analizados tenían una mutación única en el ORF Rv3908. Este ORF contiene un dominio MutT y se denota aquí como mutT4. Treinta y nueve de las 43 cepas de W-Beijing portaban una mutación adicional e idéntica en un segundo gen putativo del chucho familia, mutT2, y una mutación silenciosa idéntica en ogt.

El linaje filogenético W-Beijing probablemente adquirió la mutación en el codón 48 del mutT4 sólo una vez y antes de otras mutaciones asociadas a los genes mutantes que describimos. Esta mutación distingue claramente los aislamientos ancestrales de W-Beijing de las cepas W-Beijing contemporáneas. Los 11 aislamientos de W-Beijing que no tenían la característica mutT4 mutación en el codón 48, consiste en una colección de aislados que se sabe que son ancestrales dentro de este linaje filogenético, según lo determinado por varias otras técnicas moleculares (datos no publicados).

Nueve de las cepas W-Beijing con el tipo salvaje mutT2 gen tenía una mutación característica en el codón 37 del ogt gen, lo que sugiere que estos aislados constituyen una rama de la familia W-Beijing que divergió después de la adquisición del mutT4 mutación pero antes del desarrollo de la sustitución de nucleótidos en mutT2. Una cepa porta la mutación 37 en ogt pero no hay mutación en mutT4, una reversión que podría haber ocurrido después de un fenotipo mutador transitorio.

Una mutación en mutT2 siempre estuvo asociado con una mutación en muT4. Puede haber ocurrido una primera mutación en mutT4 y a partir de entonces una segunda mutación en mutT2 o ogt fue adquirida. Como se observó para otras poblaciones bacterianas, los fenotipos mutantes pueden ser transitorios en muchos casos para limitar los efectos deletéreos (35). La identificación de estas mutaciones puede ayudar en la identificación de mut genes en M. tuberculosis. Estas mutaciones asociadas con genes mutantes proporcionan una herramienta confiable para la identificación de aislamientos de W-Beijing y, por lo tanto, un marcador útil para cepas dotadas de capacidad para producir epidemias. Las consecuencias biológicas de estas mutaciones y la función de estos genes de reparación del ADN se están investigando actualmente en el laboratorio.

Nueve cepas MDR con un genotipo W-Beijing se encontraban entre las cepas que portaban dos mutaciones sin sentido en genes mutantes putativos. Filogenéticamente no relacionado M. tuberculosis Los aislados de MDR no tenían mutaciones en los genes de reparación del ADN investigados en este estudio. Nuestros datos apoyan la idea de que M. tuberculosis Es posible que las cepas del genotipo W-Beijing se hayan adaptado a entornos hostiles, incluida la exposición a fármacos antituberculosos, debido a una sucesión de alteraciones de las enzimas reparadoras del ADN. Otros genes implicados en otros mecanismos de reparación del ADN o en la fidelidad de la replicación del ADN también pueden estar implicados y quedan por investigar.

La adquisición de alelos mutantes se describió como una respuesta adaptativa de las bacterias a una sucesión de diferentes entornos (18,35,36). Después de infectar a un anfitrión, M. tuberculosis tiene que adaptarse a diferentes entornos como macrófagos alveolares y células dendríticas y posteriormente a granulomas que contienen macrófagos inactivados oa macrófagos activados tras la inducción de las respuestas inmunes adquiridas. Además, los bacilos deben adaptarse a los medios caseosos con baja concentración de oxígeno en el centro de los tubérculos y a diferentes tipos de tejidos durante la diseminación de la enfermedad. Tales condiciones de crecimiento variables podrían seleccionar mutaciones en M. tuberculosis cepas, como se describe en otras poblaciones bacterianas expuestas a diferentes desafíos ambientales. Las mutaciones y la selección pueden ocurrir con una frecuencia aumentada causada por los radicales tóxicos producidos en las células fagocíticas.

Sin embargo, un fenotipo mutante suele ser transitorio. De lo contrario, una acumulación continua de mutaciones conduciría a efectos deletéreos y pérdida de aptitud. No se observaron diferencias en la frecuencia de mutaciones espontáneas, que resultan en un fenotipo de resistencia a la rifampicina, para las cepas W-Beijing (37). Sugerimos que un fenotipo mutador transitorio permitió una mejor adaptación de las cepas W-Beijing. Se produjeron mutaciones compensatorias posteriores para revertir el fenotipo mutante. Una hipótesis alternativa sería la existencia de una tasa de mutación más alta en condiciones específicas (es decir, en radicales mutagénicos dentro de los fagocitos). La acumulación de mutaciones que conducen a la resistencia a los antibióticos en las cepas de W-Beijing puede ser consecuencia de la aparición de cepas con mejor adaptación a los hospedadores. Las cepas MDR se seleccionarían fácilmente cuando los pacientes con cepas que se han adaptado mejor reciben regímenes antituberculosos inadecuados.

El Dr. Rad es biólogo molecular. Su experiencia incluye la amplificación, secuenciación y clonación de ADN.


Discusión

Los estudios (12, 14-17) han identificado vías de supresión de GCR basadas en grupos de genes que se sabe que codifican proteínas que funcionan en puntos de control del ciclo celular, reparación del ADN, recombinación del ADN y mantenimiento de los telómeros. En este estudio, un método de detección de todo el genoma identificó 10 genes cuyas proteínas codificadas podrían funcionar de manera diferente a las proteínas implicadas previamente en la supresión de GCR. Existen al menos los siguientes cinco pasos para la formación y supresión de GCR: generación de daño en el ADN, detección del daño en el ADN, reparación del ADN que corrige el daño, procesamiento del daño en el ADN de manera que genere sustratos para GCR y producción de GCR maquinaria (Fig.3). En cada paso, diferentes grupos de proteínas normalmente actúan para suprimir los GCR. Los defectos en la replicación del ADN o en la supresión de productos celulares tóxicos, como el peróxido de hidrógeno, pueden provocar daños en el ADN. El daño del ADN por diversas agresiones, MMS, rayos γ, camptotecina y bleomicina, así como una ruptura de doble hebra (DSB) generada por una endonucleasa Ho, aumentó la frecuencia de GCR. Por tanto, el DSB parece ser un intermediario para la formación de GCR (13). ALO1, ELG1, TSA1 y MMS4 / MUS81 podrían funcionar para suprimir la generación de daños en el ADN. Los puntos de control del ciclo celular de la fase S funcionan para detectar el daño del ADN para suprimir los GCR (25, 43), mientras que el punto de control mitótico detecta el mismo daño del ADN y permite la formación de GCR (K.M., S.S. y R. D. Kolodner, datos no publicados). RAD5 / RAD18 y MMS4 / MUS81 podrían funcionar para detectar daños en el ADN junto con el punto de control de la fase S para suprimir los GCR en función de la observación de un aumento sinérgico de las tasas de GCR en las cepas portadoras rad5Δ, rad18Δ, o mms4Δ, con un mec1Δ mutación (datos no mostrados). Por otro lado, la función de la ligasa E3 para la ubiquitinación de proteínas diana, como el antígeno nuclear celular proliferante (PCNA) por RAD5 y RAD18, podría ser importante para la supresión de GCR. La identificación de otra ligasa E3, UFO1, durante esta pantalla apoya el posible papel de la ubiquitinación para la supresión de GCR. La falta de ubiquitinación, que aumenta la vida media de las proteínas debido a defectos en estas ligasas E3, podría causar problemas en la progresión del ciclo celular. Se ha establecido que la ubiquitinación de la FANCD2 La proteína tras el daño del ADN es un paso importante para la supresión del síndrome de fragilidad cromosómica, anemia de Fanconi (44). Por tanto, es posible que exista una levadura FANCD2-sustrato similar a que suprime la formación de GCR mediante regulación por RAD5, RAD18 y / o UFO1.La formación del complejo de factor de replicación alternativo y un papel en el punto de control del ciclo celular por ELG1 (29-31) sugiere que ELG1 funciona en el punto de control de la fase S. Basado en el aumento sinérgico de la tasa de GCR por una mutación adicional en los genes del punto de control del daño del ADN, pero no en los genes del punto de control de la replicación del ADN junto con el elg1 mutación, es posible que ELG1 funcione en el punto de control de replicación del ADN (datos no mostrados). Aunque el papel de CSM2 en la mitosis no está claro, CSM2 podría suprimir GCR mediante la inhibición de la función de punto de control mitótico para la formación de GCR. Los mecanismos de reparación del ADN, incluida la vía de replicación del ADN inducida por rotura (19), corrigen el daño del ADN para suprimir los GCR. Aunque no hubo un aumento de la tasa de GCR en cepas defectuosas en otras proteínas de reparación posreplicación (datos no mostrados), todavía es posible que haya muchas redundancias que están bajo la regulación RAD5 y RAD18 en las vías de reparación posreplicación para suprimir GCR. MMS4 / MUS81 también podría ser importante en la reparación del ADN para la supresión de GCR. Cuando el daño del ADN no se repara, puede ser procesado por endonucleasas o exonucleasas desconocidas para generar sustratos para la formación de GCR. Finalmente, de novo Se generan GCR de adición de telómeros por el complejo de telomerasa (que es suprimido por PIF1), translocación dependiente o independiente de LIG4, o GCR de fusión de cromosomas (19, 45). Aunque no está claro cómo el CDC50, que está localizado en el citoplasma, suprime los GCR, es posible que el cdc50La mutación Δ aumentó la tasa de GCR como consecuencia de la progresión anormal del ciclo celular. ESC1 podría funcionar para suprimir los GCR mediante su interacción con un factor de silenciamiento de la cromatina, SIR4, que cambia la expresión de los genes necesarios para los GCR (41). El aumento sinérgico de las tasas de GCR cuando las mutaciones en CDC50, CSM2, ESC1, y TSA1 se combinaron con un mec1La mutación Δ sugiere que al menos estas proteínas parecen funcionar independientemente de la función de punto de control del ciclo celular (datos no mostrados).

Hay al menos cinco pasos diferentes para la supresión y formación de GCR. Aunque los genomas están altamente protegidos, se pueden generar daños espontáneos en el ADN debido a errores celulares. La inactivación de proteínas como ALO1, ELG1, TSA1, MMS4 y MUS81 puede provocar un aumento del daño espontáneo del ADN. El daño en el ADN que se genera es detectado primero por la maquinaria de detección de daños en el ADN. Los puntos de control de la fase S detectan este daño y transfieren la señal a la maquinaria de reparación del ADN para facilitar la reparación. RAD5, RAD18, MUS81 y MMS4 parecen funcionar en la reparación del ADN, así como en la detección de daños en el ADN. RAD5 y RAD18, junto con UFO1, podrían funcionar en la transferencia de señal mediante la ubiquitinación de sustratos. Hay muchas vías diferentes de reparación del ADN que se utilizan para reparar el ADN roto. La replicación inducida por rotura, la reparación posreplicación y la reparación de la recombinación mediada por MUS81 / MMS4 parecen desempeñar funciones importantes en la supresión de los GCR. El punto de control mitótico detecta el daño del ADN que no se corrige mediante las vías de reparación del ADN, y la maquinaria de formación de GCR se activa. Primero, el ADN dañado es procesado por endonucleasas o exonucleasas desconocidas para generar sustratos apropiados. Luego, la telomerasa agrega secuencias de telómeros al final de los cromosomas rotos para producir la de novo adición de telómeros que es inhibida por PIF1 o translocaciones con otras secuencias cromosómicas, o son generadas por vías dependientes o independientes de LIG4.

CAN1 Los mutantes de inactivación se examinaron recientemente (38) con una biblioteca knock-out. Comparación de identificados CAN1 Los genes mutantes mostraron que en ambos estudios se encontraron 28 de 33 genes. Cuatro de los cinco genes restantes se seleccionaron en el cribado primario de este estudio; sin embargo, no se seleccionaron después del cribado secundario debido a enfermedades menos graves. CAN1 fenotipos mutantes. los shu2El mutante Δ tampoco se seleccionó debido a un defecto de crecimiento causado por la adición del pif1Δ mutación. Huang et al. (38) también probaron el fenotipo mutante putativo de GCR en algunos de los CAN1 mutadores y descubrí que TSA1 y ELG1 también son fuertes genes mutantes de GCR. Este estudio identificó TSA1, ELG1y otros ocho genes muadores de GCR.

La identificación de nuevos genes que codifican proteínas que funcionan en vías biológicas específicas es indispensable para comprender completamente el mecanismo. El método de cribado descrito en este estudio que utiliza la biblioteca de deleciones de levadura puede ser aplicable a la identificación de nuevas proteínas en casi todas las diferentes rutas biológicas que pueden detectarse con ensayos específicos.

La inestabilidad del genoma es característica de las células cancerosas (2, 3, 12). El presente estudio ha identificado al menos 10 genes cuyas mutaciones aumentaron las tasas de GCR y cuyos homólogos humanos podrían encontrarse en cánceres humanos propensos a GCR. De hecho, ha habido muchos informes recientes (46-51) que apoyan el concepto de que los genes identificados en nuestra pantalla tienen importancia en el desarrollo del cáncer. Expresión anormal de humanos TSA1 en muchos cánceres diferentes y anemia hemolítica grave y varios cánceres malignos en ratones que carecen del homólogo murino de TSA1 gene, Prdx1, fueron observados. La supresión de lo humano ELG1 locus genético se detecta con frecuencia en la neurofibromatosis, varias mutaciones en el ser humano RAD5 gen se descubrieron en algunos melanomas, y el RAD18-Células madre embrionarias de ratón defectuosas aumentaron los intercambios de cromátidas hermanas. Los estudios para verificar la función de cada proteína encontrada en este estudio mediante el uso de levaduras y sistemas de mamíferos y la búsqueda de más mutaciones en cada gen en pacientes con cáncer pueden generar pistas para comprender el desarrollo del cáncer y encontrar posibles dianas para curar el cáncer.


Resumen del CISN: Oncogenes, genes supresores de tumores y Genes de reparación de ADN

Esta es una gran cantidad de información para comprender, por lo que tenemos un breve resumen para aquellos que solo quieren recordar los conceptos básicos.

Para aquellos que quieran saber más, vuelva a leer la sección, imprima la sección completa, tal vez incluso tome notas para ayudarlo a memorizar la información, si eso es importante para usted. Siempre es útil tener compañeros de estudio, tomar descansos y recordar que no es necesario que memorice todo el material. Está aquí para ayudarlo cuando necesite comprender algo específico.


Anormalidades cromosómicas en células cancerosas humanas »Wiki Ùtil Genética

En este artículo discutiremos sobre las anomalías cromosómicas en las células cancerosas humanas.

Muchas células cancerosas humanas tienen anomalías cromogénicas y, con frecuencia, las anomalías específicas se asocian con formas específicas de cáncer. Las anomalías cromosómicas en las células cancerosas humanas pueden afectar tanto al número como, con mayor frecuencia, a la estructura del cromosoma. El número de anomalías se debe principalmente a la falta de disyunción y no migra correctamente en la anafase.

Las anomalías estructurales en los cromosomas surgen a través de errores en la rotura y reunión y pueden involucrar deleciones (del) inversión (inv) y translocaciones recí y tímidoprocal (t). Además, algunas células can & shycer tienen enormes amplificaciones de secuencias de ADN específicas. Estas amplificaciones pueden estar ubicadas dentro de un cromosoma donde aparecen como regiones de tinción homogénea (HSR) o pueden estar presentes en un cromosoma diminuto llamado minutos dobles (DM).

La primera anomalía cromosómica específica asociada con el cáncer fue el cromosoma Filadelfia (Ph 1). Este pequeño cromosoma Ph 1 está presente en las células leucémicas de al menos el 90% de los pacientes con leucemia mielógena crónica (LMC), que implica una multiplicación incontrolada de células madre mieloides.

En realidad, Ph 1 se deriva de un cromosoma 22 mediante una translocación recíproca y tímida que involucra al cromosoma 9. El Ph 1 podría conducir a la activación del protooncogén abl (el gen abl se descubrió por primera vez como el gen transformador del altamente onco y tímido, consulte la tabla 16.4).

Otro ejemplo es el retinoblastoma, que es un tumor ocular de los niños y es una de las formas severas y tímidas de cáncer infantil. El retinoblastoma se hereda como un rasgo autosómico dominante de alta penetración, y es casi seguro que un niño que hereda el gen único que predispone al retinoblastoma desarrollará el tumor. Probablemente todas las formas de retinoblastoma implican anomalías en la banda q 14 en el cromo y shysome 13 y, en algunos casos, son visibles microscópicamente como una deleción de la banda q 14.

Las células tumorales carecen de un cromosoma 13 normal y son homocigóticas para la versión delecionada del cromosoma 13 y son homocigotas. Las deleciones del cromosoma 13 provocan una mutación recesiva en el locus Rb-1. El gen Rb-1 es una nueva clase de oncogén distinta de los genes transformadores dominantes, como el & # 8220ras & # 8221 activado. Las mutaciones en Rb-1 predisponen a otras formas de cáncer, así como al retinoblastoma. Un porcentaje bastante alto de pacientes que se recuperan del retinoblastoma hereditario desarrollan osteosarcoma. Al igual que en el retinoblastoma, parece estar implicada la homocidad y timidez de un cromosoma 13 anormal con una deleción en q14. Este resultado también indica que las mutaciones recesivas que predisponen al cáncer pueden ser comunes a muchas formas diferentes de enfermedad, y una pequeña cantidad de tales genes puede resultar ser la base de muchos tipos de tumores.

Amplificación de genes celulares que provocan la activación de P celularroto-oncogenes:

Es interesante encontrar que los cromosomas de doble minuto (DM) y las regiones de tinción homogénea (HSR) dentro de los cromosomas se relacionan con frecuencia con anomalías y timmalidades del cariotipo que se observan en la mayoría de las células tumorales. Estas anomalías son el resultado de la amplificación de genes celulares, cuyo tamaño varía entre 100 y más de 1.000 kilopares de bases.

Las DM y las HSR aparentemente representan formas intercambiables de una secuencia amplificada y, de manera similar, las HSR pueden variar en tamaño y número y pueden moverse a diferentes ubicaciones cromosómicas. Nau (1985), Ullrich (1984) y Schimke (1982) defendieron que las secuencias amplificadas en DM y HSR podrían abarcar protooncogenes de la bodega, ya que se sabía que la alteración en el nivel de expresión, particularmente el aumento de la transcripción y timidez, era un mecanismo para activar algunos de estos genes (por ejemplo, ras, mos y mye, véase el cuadro 16.5).

Los neuroblastomas humanos fueron uno de los primeros tumores que se demostró que albergaba DM y HSR. Algunos carcinomas de pulmón de células pequeñas también tienen genes myc amplificados en DM y HSR. Se dan algunos ejemplos de amplificación de oncogenes celulares en tumores humanos (tabla 16.5).

Genes supresores de tumores:

Los experimentos de fusión celular muestran que el fenotipo transformado a menudo puede corregirse y modificarse in uitro mediante la fusión de la célula transformada con una célula normal. Esto proporciona evidencia de que la génesis del tumor involucra no solo oncogenes activos dominantes, sino también mutaciones recesivas con pérdida de función en otros genes.

Estos otros genes son los genes supresores de tumores (TS). A veces, los genes del ST se denominan anti-oncogenes, pero ese nombre es inútil porque implica erróneamente que todos son antagonistas o inhibidores específicos de onco y shygenes. Algunos pueden serlo, pero, como los oncogenes, los genes TS pueden tener una variedad de funciones (ver más abajo). Los métodos para descubrir genes de TS se desarrollaron en estudios clásicos del tumor ocular poco común, el retinoblastoma.

El retinoblastoma ejemplifica la hipótesis de dos aciertos de Knudson & # 8217:

El retinoblastoma (MIM 180200) es un tumor infantil poco común y agresivo de la retina. El 60% de los casos son esporádicos y unilaterales, el otro 40% se hereda como un rasgo autosómico dominante imperfectamente penetrante. En el retinoblastoma familiar, los tumores bilaterales son frecuentes. Un estudio profético de Knudson (1971) concluyó que se requerían dos mutaciones sucesivas (& # 8216hits & # 8217) para convertir una célula normal en una célula tumoral (Figura 16.4).

Las investigaciones en familias de retinoblastoma localizaron el gen en 13q14 y luego un brillante estudio de Cavenee (1983) demostró la hipótesis de Knudson y estableció el paradigma para todas las investigaciones posteriores de los genes del ST.

Cavenee y sus colegas tipificaron quirúrgicamente el material tumoral de pacientes con retinoblastoma esporádico, utilizando una serie de marcadores del cromosoma 13. Cuando compararon los resultados en sangre y muestras tumorales y shyples de los mismos pacientes, observaron casos graves en los que el ADN constitucional (sangre) era heterocigoto para uno o más marcadores cromo y shysome 13, pero las células tumorales aparentemente eran homocigotas.

Cavenee pensó que lo que estaban viendo era el segundo éxito de Knudson: la pérdida de la copia funcional restante de un gen TS. Combinando el análisis citogenético con estudios de marcadores de diferentes regiones de 13q, pudieron sugerir una serie de mecanismos para el segundo golpe.

Los cánceres familiares raros identifican muchos genes TS [Fig. 16.7]:

Aunque los oncogenes activados rara vez o nunca se transmiten como mutaciones constitucionales y timidez (RET es una posible excepción, ver más arriba), se cree que muchos cánceres mendelianos raros involucran genes TS a través de un mecanismo de dos golpes. El mapeo de los genes en estas raras familias abre el camino a la identificación y clonación del gen TS. Sin embargo, cabe señalar que pocas de estas afecciones son tan simples genéticamente como el retinoblastoma.

Los ensayos de pérdida de heterocigosis identifican la ubicación de los genes TS:

Por lo general, la primera mutación (heredada) es una mutación puntual o algún otro pequeño cambio confinado al gen TS. Las grandes supresiones presumiblemente serían dañinas si se llevaran en todas las células del cuerpo. A menudo, sin embargo, la segunda mutación, ya sea en un caso familiar o esporádico, implica la pérdida total o parcial de un cromosoma.

El mecanismo puede ser no disyunción (que conduce a la pérdida de un cromosoma completo), recombinación mitótica (que conduce a la pérdida de aquellas partes del cromosoma distales al cruce) o una deleción intersticial de novo. En cada caso, se pierde un alelo de cualquier marcador cercano al gen TS. Por tanto, si el paciente era heterocigoto para un marcador, el tejido tumoral pierde heterocigosidad, volviéndose homocigoto o hemicigótico. La deleción homocigótica de marcadores (pérdida de ambos alelos) es inusual, incluso en células tumorales.

Pérdida de heterocigosidad (LOH):

La pérdida de heterocigosidad (LOH) es un indicador clave de la existencia de genes TS. Mediante el cribado de muestras pareadas de sangre y tumores con marcadores espaciados a lo largo del genoma, podemos descubrir ubicaciones candidatas para genes TS. Algunos de estos serán específicos del tumor (por ejemplo, LOH en 5q21 cerca del gen APC en el cáncer de colon), mientras que otros son comunes a muchos tumores diferentes (por ejemplo, LOH en 17p cerca del gen 7P53).

Por supuesto, si el ADN constitucional (sangre) es homocigoto para un marcador en particular, ese marcador no proporciona información sobre la pérdida de alelos en el tumor. El uso de microsatélites altamente polimórficos minimiza la proporción proporcional de estas muestras poco informativas.

Los estudios de LOH clásicos adolecen de la necesidad de probar grandes paneles de marcadores y analizar los datos mediante la cuantificación de las intensidades de banda. La mayoría de las muestras de tumores patológicos contienen una mezcla de tejido tumoral y no tumoral (estroma), por lo que lo que se ve a menudo es una disminución de la intensidad relativa, en lugar de la pérdida total de la banda de un alelo. La hibridación comparativa del genoma promete permitir una detección mucho más fácil de grandes deleciones, pero en pre & shysent carece de la resolución necesaria para detectar pequeñas deleciones.

Por tanto, existen tres fuentes de información sobre las posibles ubicaciones de los genes del ST:

(i) Análisis de ligamiento en cánceres mendelianos raros

(ii) Análisis de LoH de muestras pareadas de tumor y sangre

(iii) Estudios de hibridación genómica citogenética o comparativa para definir deleciones específicas de tumores.

Estos tres enfoques complementarios han sugerido la existencia de un número sorprendentemente grande de genes TS, la mayoría de los cuales aún no están identificados. A modo de ejemplo, la Figura 16.6 muestra cómo han sugerido la existencia de genes TS en tres ubicaciones separadas en el brazo corto del cromosoma 3.

La función de los genes TS:

La acción bioquímica de los productos genéticos TS ha demostrado ser más difícil de desentrañar que la función de los productos oncogénicos. Algunos parecen tener funciones simples, como APC y DCC, que probablemente son moléculas de adhesión celular. Otros están involucrados en el complejo control de la progresión del ciclo celular, como reguladores negativos. Describimos aquí dos de los más importantes, RB y TP53. Los productos de estos dos genes juegan un papel fundamental en el control de la progresión del ciclo celular. La inactivación simultánea de ambos productos se observa con frecuencia en las células tumorales y sus funciones se sobrepasan parcialmente.

Función del producto génico RBI:

El gen RBI se expresa ampliamente, codificando una proteína nuclear de 110 kDa (pRb) que se cree que juega un papel clave en el control de la proliferación celular. Al menos parte de esta función es unir e inactivar el grupo de factores de transcripción celular llamados E2F, que son necesarios para la progresión del ciclo celular.

En células normales, el pRb se inactiva mediante fosforilación y se activa mediante desfosforilación. De dos a cuatro horas antes de que una célula entre en la fase S del ciclo celular, el pRb se fosforila. La fosforilación de pRb libera la inhibición de E2F y permite que la celda pase a la fase S. La fosforilación está gobernada por una serie completa de ciclinas, quinasas dependientes de ciclina e inhibidores de ciclina quinasa. Este parece constituir el punto de control único más crucial en el ciclo celular.

El producto del oncogén MDM2 (que se amplifica en muchos sarcomas) también se une e inhibe pRb, favoreciendo así la progresión del ciclo celular, en las células cancerosas, pRb puede inactivarse de otras formas. Varias oncopro y timiteínas virales (adenovirus ElA, antígeno T de SV40, proteína E7 del papilomavirus humano) se unen y secuestran o degradan pRb, o pueden inactivarse directa y tímidamente por mutaciones de pérdida de función en el gen RBI.

No está claro por qué la mutación constitutiva y tímida de un gen tan fundamental para el control del ciclo celular debería resultar específicamente en retionoblastoma y un pequeño número de otros tumores, principalmente osteosarcomas. Sin embargo, este es un tema común en la patogenicidad y timología molecular: la mutación de un gen produce un efecto fenotípico en solo un subconjunto de las células o tejidos en los que el gen se expresa y parece tener una función.

P53 y apoptosis:

p53 se describió por primera vez en 1979 como un pro y shytein encontrado en células transformadas con SV40, donde se asociaba con el antígeno T. Más tarde, el gen TP53 que codifica p53 apareció como un gen transformador dominante en el ensayo 3T3 y, por lo tanto, se clasificó como un oncogén. Posteriormente, se supo que, si bien la p53 de algunas células tumorales era oncogénica, la p53 de las células normales suprimió positivamente la génesis del tumor.

Los ensayos de LOH confirmaron el estado de TP53 como gen TS. TP53 se asigna a 17p12 y esta es una de las regiones más comunes de LOH en una amplia gama de tumores. Los tumores que no han perdido TP53 muy a menudo tienen versiones mutadas del mismo.Para completar la imagen de TP53 como gen TS, las mutaciones constitucionales en TP53 se encuentran en familias con el síndrome de Li-Fraumeni heredado de manera dominante. y corteza suprarrenal y leucemia.

La pérdida o mutación de TP53 es probablemente el cambio genético más común en can & shycer. La única función bioquímica claramente identificada de p53 es como factor de transcripción. Los tetrameros de p53 se unen al ADN y pueden activar la transcripción de genes indicadores colocados hacia abajo y corriente abajo de un sitio de unión de p53. Sin embargo, se cree que p53 tiene un papel mucho más amplio en la célula, que se ha resumido como & # 8216 el guardián del genoma & # 8217.

Una de sus funciones guardianas es evitar que las células repliquen el ADN dañado. P53 está involucrado en un punto de control en la etapa G1 / S del ciclo celular. Las células normales con ADN dañado se detienen en este punto hasta que se repara el daño, pero las células que carecen de p53 o contienen una forma mutante no se detienen en Gl. La replicación del ADN dañado presumiblemente conduce a cambios genéticos aleatorios, algunos de los cuales son oncogénicos, similares a las células con un sistema de reparación de desajustes defectuoso (ver más arriba). Probablemente relacionado con esto es un papel crucial de p53 en la muerte celular.

En respuesta a estímulos oncogénicos, las células sufren apoptosis (muerte celular programada). Este es uno de los controles de nivel superior que protege al organismo contra las consecuencias de la selección natural entre sus células constituyentes. La apoptosis ha llegado a ocupar un lugar central en nuestra comprensión del proceso de lata y la vergüenza.

Una vía común en la carcinogénesis es la pérdida de este control y las células que carecen de p53 no sufren apoptosis. p53 puede ser eliminado por deleción, por mutación o por la acción de un inhibidor como el producto del gen mdm2 (que también se une a pRb, ver arriba) o la proteína E6 del papilomavirus.

Genes mutantes:

Vimos antes que el cáncer surge sólo si sucede algo para contrarrestar la aparente casi imposibilidad de acumular media docena de mutaciones específicas en una sola célula. Las mutaciones de oncogenes y genes TS crean clones expandidos de células como objetivos para mutaciones subsecuentes y tímidas.

Estos genes están directamente involucrados en los controles del ciclo celular que fallan en el cáncer. La tercera clase de genes que suelen mutar en las células cancerosas no forma parte de estas vías. En cambio, tienen un papel general en asegurar la integridad de la información genética. Las mutaciones en estos genes conducen a una replicación o reparación ineficaz del ADN.

Se sabe desde hace mucho tiempo que las células cancerosas muestran una inestabilidad genética generalizada. Las células tumorales suelen tener cariotipos extrañamente anormales, con muchas pérdidas, ganancias y reordenamientos de los cromosomas, de los cuales solo unos pocos parecen estar relacionados causalmente con el cáncer. Los genes responsables de la inestabilidad cromosómica aún no se han identificado, pero dos enfermedades, el cáncer de colon y la ataxia telangiectasia, han proporcionado indicadores de los genes responsables de la inestabilidad a nivel del ADN.

Cáncer de colon:

La mayoría de los cánceres de colon son esporádicos. Los casos familiares se dividen en dos categorías:

(i) La poliposis adenomatosa familiar (FAP o APC) es una afección autosómica dominante en la que el colon se tapiza con cientos o miles de pólipos. Los pólipos (adenomas) no son malignos pero, si se dejan en su lugar, es prácticamente seguro que uno o más de ellos evolucionarán hacia un carcinoma invasivo. La afección se ha mapeado en 5q21 y el gen responsable, APC, se identificó y se identificó.

(ii) El cáncer de colon hereditario sin poliposis (HNPCC) también es autosómico dominante y muy penetrante pero, a diferencia de la FAP, no existe una fase anterior de poli & timiposis. Los genes HNPCC se mapearon en dos ubicaciones, 2p15-p22 y 3p21.3.

Los estudios de LOH sobre HNPCC utilizando marcadores de microsatélites mostraron un fenómeno completamente inesperado en algunos pacientes. En lugar de carecer de alelos presentes en el ADN constitucional, algunas muestras de tumores parecían contener alelos nuevos y adicionales. LOH es una timidez propia de ciertas regiones cromosómicas, pero la inestabilidad de microsatélites (MIN) parecía ser general.

Los tumores se pueden clasificar en MIN + y MIN & # 8221. Los tumores M1N + mostraron ganancia de alelos para una buena proporción de todos los marcadores probados, independientemente de su ubicación cromosómica. MIN también se observa en otros tumores. La figura 16.10 muestra un ejemplo de un tumor oral.

En una brillante pieza de pensamiento lateral, Fishel (1993) relacionó el fenómeno MIN + phe & shynomenon con los llamados genes mutantes en E. coli y levaduras. Estos genes codifican un sistema de corrección de errores y timidez que comprueba el ADN en busca de pares de bases mal emparejados.

Debido a la metilación del ADN (el sistema E. coli Dam metila y la adenina # 8217s en las secuencias GATC, pero no hasta algún tiempo después de la replicación del ADN), el sistema puede identificar la hebra tem & shyplate y corregir selectivamente la hebra recién sintetizada si aún no ha sido metilada y timilada. Los desajustes se eliminan y reemplazan. Las mutaciones en los genes que codifican el sistema de corrección de errores MutHLS conducen a un aumento general de 100 a 1000 veces en las tasas de mutación y timidez.

Fishel y sus colegas clonaron el homólogo humano de uno de estos genes, MutS, y demostraron que se asignaba a la ubicación en 2p de uno de los genes HNPCC y mutaba constitutivamente en algunas familias de HNPCC. Casi simultáneamente, el mismo gen se identificó de forma independiente mediante la clonación posicional. Se identificaron rápidamente otros tres genes mutantes, todos los cuales están relacionados con el gen MutL de E. coli (Cuadro 1).

Al igual que las mutaciones del gen TS, las mutaciones del gen mutante son recesivas y requieren un mecanismo de dos golpes. Los pacientes con HNPCC son constitucionalmente heterocigotos para una mutación con pérdida de función. Sus células normales todavía tienen un sistema de reparación de desajustes en funcionamiento y no muestran el fenotipo MIN & # 8221 +. En un tumor, la segunda copia se pierde por uno de los mecanismos.

Ataxia Telangiectasia:

La ataxia telangiectasia (AT, MIM 208900) es un trastorno recesivo poco común que se caracteriza por signos neurológicos y pirológicos (en particular, ataxia cerebelosa progresiva) y dilatación de los vasos sanguíneos (telan y timigiectasia) en la conjuntiva y los globos oculares.

También existe una marcada inmunodeficiencia, retraso del crecimiento e inmadurez sexual. La relevancia para el presente artículo es que los pacientes con TA tienen una fuerte predisposición al can & shycer. Los homocigotos suelen morir de enfermedad maligna antes de los 25 años. Además, se ha sugerido que los heterocigotos AT tienen un mayor riesgo de cáncer, por ejemplo, un riesgo 3,9 veces mayor de cáncer de mama entre las mujeres. La AT afecta a aproximadamente una persona de cada 100.000 en el Reino Unido. y EE. UU., por lo que la distribución de Hardy-Weinberg sugiere que una persona de cada 158 de la población es heterozy y tímida. Si se confirma su mayor riesgo de cáncer, esto representaría un riesgo de cáncer significativo a nivel de la población.

In vitro, las células de los pacientes con AT muestran inestabilidad cromosómica y timmosómica, con roturas y translocaciones, que a menudo involucran los genes TCR o IGG. Las células son hipersensibles a la radiación ionizante y a las sustancias químicas radiomiméticas, aunque la reparación del ADN parece ser normal. Aunque la AT se ha dividido en al menos cuatro grupos de complementación según los estudios de fusión celular, los pacientes de todos los grupos de complementación tienen mutaciones en el mismo gen, ATM, en 1 lq22-q23.

Por tanto, la complementación es intragénica. ATM muestra homología de secuencia con la quinasa fosfatidilinositol 3 & # 8242 de levadura, una enzima de transducción de señales implicada en el control del ciclo celular y la recombinación y timidez meiótica. Su función exacta aún no se ha definido; el fenotipo AT sugiere un papel en un control de alto nivel divertido y tímido de la integridad genética.

La evolución de varios pasos del cáncer:

En el caso del cáncer colorrectal, se pueden completar algunos detalles para desarrollar el esquema general y tímido. Los carcinomas malignos se desarrollan a partir de crecimientos epiteliales benignos llamados adeno y shymas, y los adenomas a su vez pueden clasificarse en tempranos (menos de 1 cm de tamaño), intermedios (más de 1 cm pero sin focos de carcino y shyma) o tardíos (más de 1 cm y con focos). de carcinoma).

A nivel genético, no existe una secuencia invariable de mutaciones en el desarrollo de cada carcinoma colorrectal, pero la secuencia más probable es aquella en la que cada paso sucesivo confiere una ventaja de crecimiento a la célula. Los indicadores de la secuencia más común incluyen las siguientes observaciones:

1. La pérdida constitucional de una copia del gen APC en 5q21 es suficiente para cubrir el colon con pólipos adenomatosos. Esto sugiere que la pérdida o mutación de APC puede ser un evento temprano en el desarrollo de cánceres esporádicos.

2. Aproximadamente el 50% de los ade & shinomas intermedios y tardíos, pero sólo el 10% de los ade & shinomas tempranos, tienen mutaciones en el oncogén KRAS (un pariente de HRAS). Por tanto, las mutaciones de KRAS a menudo pueden estar implicadas en la progresión de los adenomas tempranos a los intermedios.

3. Aproximadamente el 50% de los adenomas tardíos y los carcino y timmas muestran pérdida de heterocigosidad en 18q. Esto es relativamente poco común en los adenomas tempranos e intermedios. El supuesto gen TS implicado ha sido caracterizado y denominado DCC (suprimido en el cáncer de colon). DCC codifica una proteína con homologías con las glicoproteínas de la superficie celular implicadas en la adhesión celular.

4. Los cánceres colorrectales, pero no los adenomas, tienen una frecuencia muy alta de mutaciones en el gen TP53 (ver arriba). Estos no son los únicos cambios observados en los carcinomas colorrectales, pero son los que pueden asociarse más fácilmente con etapas específicas y conducen al modelo que se muestra en la figura 16.11.

Se supone que el papel de los genes mutantes es hacer que cada transición sea más probable aumentando la tasa de mutación general, en lugar de estar directamente implicados en las etapas parrmiticulares de la vía de la figura 16.11.

Mutaciones somáticas en enfermedades no cancerosas:

Vimos al comienzo de este artículo que todos somos portadores de innumerables mutaciones somáticas, pero que por lo general no tienen importancia. La pequeña minoría que causa problemas suele hacerlo fomentando el crecimiento celular descontrolado.

Ocasionalmente, sin embargo, una mutación somática que no confiere ninguna ventaja de crecimiento ocurrirá lo suficientemente temprano en la vida embrionaria y en una población de células madre lo suficientemente pequeña como para generar un clon considerable de células mutantes. Estos embriones pueden dar lugar a personas clínicamente anormales. Dependiendo de si su línea germinal también contiene células mutantes (mosaicismo gonosomal), también pueden estar en riesgo de tener hijos afectados.

Los mosaicos somáticos de alto nivel pueden ser clínicamente anormales tímidamente:

Se pueden encontrar algunas células aneuploides en cualquier persona perfectamente normal y su número aumenta con la edad. Los mosaicos para síndrome de Down y shydrome, síndrome de Klinefelter, síndrome de Turner y shydrome, etc., se descubren comúnmente cuando se deriva a pacientes anormales para una investigación citogenética. Su fenotipo se encuentra en algún lugar entre el fenotipo normal y el de la anomalía constitucional, pero no se puede predecir a partir de las observaciones de la proporción de células anormales en la sangre o en los otros tejidos que habitualmente se analizan. Todos estos mosaicos cromosómicos y tímidos son causados ​​por la no disyunción y la timidez u otros eventos que suceden poscigóticamente.

Los mosaicos de mutaciones de un solo gen tienden a descubrirse siguiendo una mutación a través de una familia. En las enfermedades autosómicas dominantes graves y ligadas al cromosoma X, donde las personas afectadas tienen pocos o ningún hijo, los genes se mantienen en la población mediante nuevas mutaciones. A menudo, la nueva mutación aparece primero en forma de mosaico, generalmente en una persona clínicamente normal, que luego tiene un hijo constitucionalmente mutante. Los ejemplos de osteogénesis imperfecta y distrofia muscular de Duchenne se ilustran en.

Las anomalías más exóticas pueden conocerse solo en forma de mosaico; presumiblemente serían letales si fueran constitucionales. Un ejemplo es la trisomía 8. La trisomía 8 en mosaico da un fenotipo reconocible, pero la trisomía 8 constitucional no se conoce en los nacidos vivos. Los niños con síndrome de Pallister-Killian son mosaico para la tetrasomía de 12p, con un isocromosoma adicional de 12p en las células afectadas. El fenotipo es reconocible, pero la anomalía cromosómica se observa solo en fibroblastos cutáneos cultivados, nunca en linfocitos y tímidos. Es de suponer que las células anormales no pueden contribuir al linaje sanguíneo.

El síndrome de McCune-Albright (MIM 174800) es un ejemplo de una mutación letal de un solo gen que sobrevive en mosaicos. La condición se presenta esporádicamente y el cuadro clínico y la timidez es muy variable. Las personas afectadas tienen pigmentación cutánea irregular, problemas óseos (displasia fibrosa poliostótica) y anomalías endocrinas.

El tejido afectado tiene una mutación activa y tímida en el gen GNAS1, que codifica una proteína G acoplada al receptor. El tejido responde de manera anormal a los controles fisiológicos y, si se afecta suficiente tejido, el resultado es un problema clínico. Algunos tumores de hipófisis y tiroides tienen una mutación activadora similar en GNAS1, extendiendo el paralelo con onco y shygenes activados en el cáncer.

El mosaicismo somático de bajo nivel puede ser una fuente de variación normal:

La piel es un órgano muy favorable para la investigación genética, ya que está más expuesta que cualquier otro órgano. La mayoría de nosotros tenemos imperfecciones en la piel y algunas de ellas pueden representar un mosaicismo somático. Happle (1990) ha llamado la atención sobre la variedad de nevos, manchas y parches que suelen tener las personas normales y tímidas.

Particularmente interesantes son los puntos gemelos, donde dos parches de piel anormal con anomalías aparentemente complementarias se encuentran uno al lado del otro. Esto es precisamente lo que cabría esperar de la segregación después de la recombinación mitótica en un heterocigoto. Surgirían parches de células hijas de tipos homocigotos opuestos. El fenómeno es bien conocido en Drosophila, donde constituye la base de una prueba de mutagenicidad.

Los mecanismos de dos golpes pueden explicar los fenotipos mendelianos irregulares:

Una conexión final entre los tipos de fotos en parches cancerosos y no cancerosos es la posibilidad de que un mecanismo de dos golpes similar al mecanismo del retinoblastoma clásico pueda explicar los fenotipos y timidotipos que son mendelianos en las familias pero desiguales en los individuos.

¿Por qué, por ejemplo, el piebaldismo produce parches y manchas de piel despigmentada, en lugar de albinismo generalizado? ¿Por qué la poliquistosis renal produce un número limitado de túbulos muy dilatados en el riñón y la poliposis coli, un mosaico de pólipos adenomatosos que crecen en un epitelio aparentemente normal?

En cada uno de estos casos, se supone que el defecto genético primario está presente en todas las células, pero solo algunas muestran el fenotipo. Es tentador postular un mecanismo de dos impactos (aunque esto no está probado) y debe tenerse en cuenta que en los casos citados, el segundo impacto debería ser un evento muy frecuente. La inactivación de X proporciona ejemplos definidos de tal mecanismo: las mujeres portadoras de enfermedades recesivas ligadas al X muestran una distribución irregular de cualquier manifestación no difusible de la afección.


Disomía uniparental

La disomía uniparental (UPD) ocurre cuando una persona recibe dos copias de un cromosoma, o parte de un cromosoma, de un padre y ninguna copia del otro padre. La UPD puede ocurrir como un evento aleatorio durante la formación de óvulos o espermatozoides o puede ocurrir en el desarrollo fetal temprano.

En muchos casos, la UPD probablemente no tenga ningún efecto sobre la salud o el desarrollo. Debido a que la mayoría de los genes no están impresos, no importa si una persona hereda ambas copias de un padre en lugar de una copia de cada padre. En algunos casos, sin embargo, sí importa si un gen se hereda de la madre o del padre de una persona. Una persona con UPD puede carecer de copias activas de genes esenciales que se someten a impronta genómica. Esta pérdida de la función genética puede provocar un retraso en el desarrollo, discapacidad intelectual u otros problemas de salud.

Varios trastornos genéticos pueden resultar de la UPD o de una alteración de la impronta genómica normal. Las afecciones más conocidas incluyen el síndrome de Prader-Willi, que se caracteriza por una alimentación descontrolada y obesidad, y el síndrome de Angelman, que causa discapacidad intelectual y problemas del habla. Ambos trastornos pueden ser causados ​​por UPD u otros errores en la impronta que involucran genes en el brazo largo del cromosoma 15. Otras afecciones, como el síndrome de Beckwith-Wiedemann (un trastorno caracterizado por un crecimiento acelerado y un mayor riesgo de tumores cancerosos), son asociado con anomalías de genes impresos en el brazo corto del cromosoma 11.


Mutación - Biología, Clase 12 Clase 12 Notas | EduRev

& # 160 El cambio hereditario repentino en el material genético de un organismo se denomina como Mutación.

& # 160 La mutación es una fuente discontinua de variación.

& # 160 La frecuencia de mutación en la actualidad es 1 & # 215 10 & # 82116 (1 celda en: 1 millón de celdas). Pero aumentará en el futuro debido a la contaminación y destrucción de la capa de ozono.

& # 160La palabra de mutación fue dada por Hugo De Vries.

De Vries estudiaron mutaciones en la planta Oenothera lamarckiana (onagra). Es una planta híbrida.

& # 160 De Vries dio (propuesta) la teoría de la evolución por mutaciones.

& # 160 Esta teoría se dio en apoyo del darwinismo porque Darwin no pudo explicar el origen de las variaciones.

Darwin llamó variación comodeporte.

& # 160 Según De Vries, hay dos tipos de variaciones en las evoluciones.

1. Variaciones continuas: Estas variaciones se desarrollan en cada generación de un organismo.

& # 160Estas variaciones se desarrollan cruzando / meiosis / reproducción sexual.

& # 160Sólo se desarrollan variaciones menores cruzando.

2. Variaciones discontinuas: Estas variaciones se desarrollan por mutaciones.

& # 160Aparecer de repente en cualquier generación.

& # 160Tanto los tipos menores como los mayores son desarrollados por mutaciones, en su mayoría de tipo mayor.

3. Seth a la derecha: La mutación fue observada por primera vez por él.

& # 160 Observó una variedad de oveja de patas cortas (Ancón) en una población de ovejas de patas largas.

& # 160Fue un ejemplo de mutación germinal dominante.

& # 160 Aquellas mutaciones solo son hereditarias que ocurren en célula germinal de un organismo. Mientras que las mutaciones somáticas no son hereditarias.

 Las mutaciones somáticas también son hereditarias en plantas de propagación vegetativa.

4. Morgan: Se le da crédito por el descubrimiento de la mutación.. Observó algunos Drosophila macho de ojos blancos en una población de Drosophila de ojos rojos.

& # 160En Drosophila, el color de los ojos es un personaje ligado al sexo. El gen del color de ojos se encuentra en el cromosoma X. El gen del ojo rojo es dominante sobre el gen del ojo blanco. Entonces, en Drosophila, los genotipos para el color de ojos son de los siguientes tipos:

* Descubridor de mutaciones inducidas.

* Indujo mutaciones en Drosophila con la ayuda de rayos X.

Mac Farlane Burnitt y Neil Jerne

* Mutaciones inducidas en linfocitos B de la sangre para obtener nuevos anticuerpos.

Beadle y Tatum

* Mutaciones inducidas en Neurospora para estudiar la mutación nutricional con la ayuda de rayos U. V. o radiografías.

& # 160Normal-Neurospora se puede cultivar en un medio mínimo (que carece de algunos nutrientes), porque puede producir todos los nutrientes para él. Esto se conoce comoProtótrofo.

& # 160Mutant Neurospora no tiene la capacidad de crecer en un medio mínimo porque debido a la mutación pierde los genes que le preparan algunos nutrientes especiales. P.ej. Vita. & # 8211B o tiamina.

& # 160Cuando se administró Vit & # 8211B o tiamina a Neurospora mutante, el crecimiento de Neurospora fue normal. Esta forma se conoce como Auxotroph.

SRA. Swaminathan:

& # 160 Indujo mutaciones en el trigo con la ayuda de rayos g para obtener buenas variedades para, por ejemplo. Sharbati Sonora

& # 160Swaminathan establecido gramo jardín en IARI-Nueva Delhi (Instituto Pusa).

& # 160Instituto más grande en el campo de la agricultura en Asia.

Puntos principales :

& # 160La mayoría de las mutaciones son dañinas.

& # 160A veces son letales, lo que conduce a la muerte de los organismos.

& # 160Pero a veces son beneficiosos los que se utilizan para obtener buenas variedades de plantas y animales. Se llama como Mejoramiento de mutaciones.

& # 160La mayoría de las mutaciones son recesivas y recesivas. Nunca eliminan de una población que se llama como Ley de Hardy-Weinberg. Lo cual es aplicable a poblaciones grandes y apareamiento aleatorio.

& # 160La mutación letal dominante siempre elimina de una población, ya sea grande o pequeña.

Mutación hacia adelante y hacia atrás:

& # 160 Gen salvaje Adelante Atrás ______________ Gen mutante

Gen mutante y gen mutable:

& # 160 El gen que induce la mutación en otro gen se llama gen mutador y el gen en el que se induce la mutación se denomina gen mutable.

Mutación neutral / supresión:

& # 160La mutación en un gen es neutralizada por la mutación en otro gen llamado mutación neutra. Entonces significa mutación sin efecto y en neutralización. dos mutaciones son requeridos.

Complementación:

& # 160Ocurre en células heterocarionarias o dicarionarias en las que & # 160 están presentes dos núcleos genéticamente diferentes en una célula. El efecto de mutación en un núcleo es neutralizado por el otro núcleo de heterocarion. Esta condición ocurre en Neurospora durante la somatogamia.

& # 160Coloque en ADN o gen donde la frecuencia de mutación sea alta.

& # 160En procariotas, la frecuencia de mutación es alta que en eucariotas debido al ADN desnudo.

Muton (unidad de mutación):

& # 160La parte más pequeña del ADN que sufre una mutación.

Tipos de mutación:

I. MUTACIÓN CROMOSÓMICA

ii. MUTACIONES GENÉTICAS

Mutaciones cromosómicas:

& # 160Cambio en el número o estructura del cromosoma.

Tipos de mutación cromosómica

(i) Heteroploidía / mutación genomática y cambio en el número de cromosomas.

(ii) Aberración cromosómica y cambio # 8594 en la estructura del cromosoma.

Heteroploidía / mutación genomática

& # 160Cambio en el número de conjuntos o cromosomas en conjuntos. Dos tipos & # 8211

(I) Euploidía Cambio en el número de juegos.

(ii) Aneuploidía Cambio en el número de cromosomas en conjunto.

Cambio en el número de conjuntos / pérdida o adición de conjuntos de cromosomas.

En una célula diploide normal están presentes dos juegos de cromosomas.

Pérdida de un conjunto (2n & # 8211 n = n) monoploidía.

Addn. del conjunto llamado poliploidía Addn. de un conjunto llamado Triploidía 2n + n = 3n

Addn. de dos conjuntos llamados & # 160 como tetraploidía 2n + 2n = 4n Addn. de tres conjuntos llamados Pentaploidía 2n + 3n = 5n Addn. de cuatro conjuntos llamados Hexaploidía 2n + 4n = 6n Addn. de cinco conjuntos llamados Heptaploidía 2n + 5n = 7n

Las plantas octaploides rara vez sobreviven.

Las plantas poliploides con un número par de conjuntos siempre son fértiles, se reproducen sexualmente y forman semillas.

Las plantas poliploides con un número impar de conjuntos son siempre estériles, no se reproducen por reproducción sexual, no producen semillas, pero pueden producir frutos sin semillas por partenocarpia. p.ej. Plátano y uvas sin pepitas.

La poliploidía es de dos tipos:

1. Autopoliploidía:

Es la repetición del mismo conjunto de cromosomas. p.ej. AAA.

Cyanodon y Rose & # 174 & # 160 Plantas autortirploides

Reproducir por propagación vegetativa.

2. Alopoliploidía:

Más de un tipo de conjuntos están presentes en estas plantas, por ejemplo. AA BB.

Estas plantas se obtienen por cruzamiento intergenérico.

por ejemplo, Raphanobrassica se obtiene mediante un cruce entre Raddish y repollo y se obtiene por primera vez por el científico ruso Karpechenko.

                 
                                                          

                                                          

                                                             

Aneuploidía: Pérdida o adición de cromosomas en conjuntos de cromosomas.

Tipos de aneuploidía: 1. Hipoaneuploidía (pérdida)

2n & # 8211 1 = monosomía: - (pérdida de un cromosoma en un conjunto).

2n & # 8211 1 & # 8211 1 = monosomía doble (pérdida de un cromosoma de cada conjunto, & # 160 pero estos no son homólogos).

2n & # 8211 2 = Nulisomía (pérdida de dos cromosomas homólogos)

2. Hiperaneuploidía (agregar)

2n + 1 = Trisomía: adición de un cromosoma en un conjunto.

2n + 1 + 1 = Trisomía doble: adición de un cromosoma en cada conjunto.

2n + 2 = Tetrasomía: adición de dos cromosomas en un conjunto.

La causa de la aneuploidía es la no disyunción cromosómica, lo que significa que los cromosomas no se separan durante la meiosis.

Las posibilidades de aneuploidía son mayores en mujeres de mayor edad debido a la menor actividad de los ovocitos, por lo que las posibilidades de síndrome aumentan en los niños que nacen de mujeres de mayor edad.

2. Aberraciones cromosómicas: Cambio en la estructura del cromosoma.

(i) Supresión: La pérdida de una parte o segmento del cromosoma que conduce a la pérdida de algún gen se denomina deleción.

Es de 2 tipos: -

(I) Eliminación de terminal - Pérdida de segmento cromosómico de uno o ambos extremos.

p.ej. El síndrome de cry -du-chat es un ejemplo de deleción terminal en el brazo corto de 5th cromosoma.

(ii) Deleción intercalar - Pérdida de parte cromosómica entre los extremos.

(ii) Inversión: Rotura del segmento cromosómico & # 160 pero reunión en el mismo cromosoma en orden inverso. Conduce a un cambio en la distancia entre los genes en el cromosoma o la secuencia de genes en el cromosoma, por lo que el cruce se ve afectado.

(I) Paracéntrico - Si la inversión ocurre solo en un brazo y el segmento invertido no incluye centrómero.

(ii) Pericéntrico - En este tipo de inversión, el segmento invertido incluye el centrómero.

(iii) Duplicación :

Aparición de un segmento cromosómico dos veces en un cromosoma. Si en este segmento está presente algún gen recesivo, entonces le da expresión debido a la condición homocigótica. Si en este segmento está presente algún gen recesivo pero letal, conduce a la muerte del organismo.

Ejemplo : En drosophila & # 34Personaje de ojo de barra & # 34 se observa debido a la duplicación en el cromosoma X. El ojo de barra es un personaje en el que los ojos son más estrechos en comparación con la forma normal de los ojos.

Translocación IV: En este, una parte del cromosoma se rompe y puede unirse con un cromosoma no homólogo. Esto también se conoce comoIlegítimo cruce (cruce ilegal) Tres tipos de & # 160 translocación & # 8211

(A) Translocación simple& # 8594 Cuando un segmento cromosómico se rompe y se une al extremo terminal de un cromosoma no homólogo.

(B) Translocación intersticial o por turnos & # 8594 Si un segmento de cromosoma se rompe y se inserta en la posición intersticial de un cromosoma no homólogo.

c) Translocación recíproca & # 8594 Intercambio de segmentos entre dos cromosomas no homólogos.

p.ej. La leucemia miloide crónica [C M L] es un tipo de cáncer de la sangre. Esta enfermedad es el resultado de la transiocación recíproca entre los cromosomas 22 y 9.

Nota: Si el intercambio de segmentos tiene lugar entre cromosomas homólogos, entonces se llama cruzando.

Mutación genética o mutación puntual

1. Sustitución

2. Mutación con desplazamiento de la pauta de lectura.

A. Sustitución: La sustitución de una base nitrogenada por otra base nitrogenada se denomina sustitución.

& # 160Causa cambio en un codón en el código genético que conduce al cambio en un aminoácido en la estructura de la proteína. p.ej. Anemia falciforme

Punto principal :

El cambio puede no ocurrir porque para un animoácido hay más de un tipo de codones presente.

La sustitución es de dos tipos: -1. Transición 2. Transversión.

1. Transición: Reemplazo de una purina por otra purina o reemplazo de pirimidina por otra pirimidina.

Métodos de transición: -

1. Por tautomerización: - Por este método, la transición es inducida por HNO2. HNO2 cambia la estructura normal de la base nitrogenada y la base nitrogenada cambiada se llama como Tautomer.

& # 160En estructura de adenina y guanina, el grupo amino está presente, HNO2 lo cambia a imino grupo.

& # 160 En la estructura de la citosina y la timina, el grupo ceto está presente. Que se convierte en enol grupo por HNO2.

En la primera replicación del ADN, el tautómero de adenina se empareja con una citosina normal y el tautómero de timina se empareja con guanina normal.

& # 160Es un emparejamiento inusual que se llama como emparejamiento prohibido por lo que se forma un tipo incorrecto de ADN en la célula.

En la segunda replicación del ADN, la citosina normal se empareja con la guanina normal y la guanina normal se empareja con la citosina normal.

& # 160Es un emparejamiento habitual, por lo que la transición se completa en dos replicaciones de ADN (los tautómeros siempre realizan emparejamientos prohibidos)

2. Por ionización:

& # 160Por este método, la transición se induce mediante radiación ionizante como los rayos X. Estas radiaciones convierten las bases nitrogenadas en sus iones y los iones realizan un emparejamiento prohibido. Entonces, mediante este método, la transición se completa en dos replicaciones de ADN.

3. Por análogos de base:

& # 160La transición es inducida por sustancias químicas que tienen la misma función que la base nitrogenada. Se les llama análogos de base o duplicados de base nitrogenada. p.ej. Aminopurina es una base análoga a la adenina (purina) 5 & ​​# 8211 Bromo uracilo es una base análoga a la timina (pirimidina),5-yodo uracilo es base análoga a la guanina,5-cloro uracilo es una base análoga a la citosina.

En I, los análogos de la base de replicación del ADN se establecen en la estructura normal del ADN.

& # 160En la replicación del ADN II, realizan emparejamientos prohibidos.

& # 160 En III se completa la transición de la replicación del ADN.

Transversión:

& # 160 Sustitución de purina por pirimidina o pirimidina por purina se llama transversión.

 EMS r Metanosulfonato de etilo

 M MS r Metil metanosulfonato

& # 160Estos productos químicos provocan la depurificación, lo que significa que eliminan una purina de la estructura del ADN. Entonces se forma una brecha.

& # 160Si este espacio se llena con otra purina, entonces se llama como transición.

* Pero si esta brecha se llena con pirimidina, entonces se llama como transversión.

Entonces, EMS y MMS pueden causar tanto transición como transversión.
Mutación de cambio de marco / mutación de Gibberish:

(1) Acredina (2) proflavina Estos productos químicos provocan la pérdida o la adición de una o dos bases nitrogenadas en la estructura del ADN, por lo que se modifica la lectura completa del código genético. Conduce a un cambio en todos los animoácidos en la estructura de la proteína, por lo que se forma una nueva proteína que es completamente diferente de la proteína anterior. & # 173
A TG & # 160 & # 160 & # 160 & # 160 & # 160ACG & # 160 & # 160 & # 160GAC & # 160 & # 160 & # 160 & # 160AGA & # 160 & # 160 & # 160 & # 160AAC.
A TG & # 160 & # 160 & # 160 & # 160 & # 160CGG & # 160 & # 160 A CA & # 160 & # 160 & # 160GAA & # 160 & # 160 & # 160 & # 160 AC & # 160.

Por lo tanto, las mutaciones de cambio de marco son más dañinas en comparación con la sustitución.

Tallemia (trastorno genético letal) Mutágenos:

Los mutágenos son aquellas sustancias que causan mutaciones: -

1. Radiación: - son dos tipos

(ii) No ionizantes: - Rayos U. V.

Los rayos U. V. tienen menos poder de penetración y la piel de los organismos superiores absorbe las radiaciones. Por lo tanto, no causan ningún efecto en los animales superiores, pero los rayos ultravioleta y las radiaciones son mutágenos efectivos en los microbios y, debido a un mayor efecto, provocan la muerte de los microbios. Por tanto, los rayos ultravioleta se utilizan para esterilizar el quirófano.

Las radiaciones causan principalmente aberraciones cromosómicas que provocan cambios importantes en los organismos. Entonces, las mutaciones cromosómicas son más importantes en la evolución.

Rayos U. V. y HNO2 causar la desaminación de la base nitrogenada significa que eliminan el grupo amino de la base nitrogenada por desaminación de,
& # 8203 Adenina & # 190 & # 8594 Hipoxantina Guanina & # 190 & # 8594 Xantina Citosina & # 190 & # 8594 Uracilo U.V. los rayos no provocan desaminación en la timina. Por U.V. dos rayos adyacentes timina se unen y forman timina-dímero.

2. Mutágenos químicos:-p.ej. Gas mostaza (mutágenos químicos identificados por primera vez) Tetra sulfuro de carbono, ácido nitroso (HNO2) Peróxido orgánico, etiluretano, pesticidas, etc.

DDT (dicloro difenil tricloro etano) LSD (dietilamida del ácido lisérgico)

Los mutágenos químicos son más dañinos que las radiaciones porque el cuerpo no está protegido contra los químicos.

La fuente de mutágenos químicos son los alimentos, el aire y el agua.

El efecto de la radiación es localizado, mientras que los mutágenos químicos se propagan por todo el cuerpo a través de la circulación sanguínea y cuando llegan a las gónadas provocan una mutación germinal.

Los productos químicos también causan mutaciones cromosómicas.

Antibióticos: 1. Neomicina 2. Kenamicina 3. Estreptomicina

Estos antibióticos se combinan con una pequeña subunidad del ribosoma procariótico y provocan una mala lectura del código genético o inducen errores en la traducción.
Punto principal :

Mismo efecto del antibiótico puromicina en eucariotas.

Punto especial

Mutación de sentido erróneo: - Cuando un cambio de nucleótido en el código genético causa el cambio de un aminoácido de una cadena polipeptídica, se denomina mutación sin sentido.

Mutación sin sentido:- Cuando un cambio de nucleótido en un codón provoca la terminación de la síntesis de polipéptidos al producir un codón sin sentido.

Codón del mismo sentido: - Un cambio en un nucleótido en un codón no cambia el aminoácido en la cadena polipeptídica, porque ambos codones codifican el mismo aminoácido.


'Corrector ortográfico de ADN' significa que no todos los genes tienen la misma probabilidad de mutar

Un estudio que examinó 17 millones de mutaciones en los genomas de 650 pacientes con cáncer concluye que las grandes diferencias en las tasas de mutación en el genoma humano son causadas por la maquinaria de reparación del ADN.

El "corrector ortográfico de ADN" se dirige preferentemente a las partes más importantes de los cromosomas que contienen genes clave.

El estudio ilustra cómo los datos de los proyectos de secuenciación médica pueden responder preguntas básicas sobre cómo funcionan las células.

El trabajo, realizado por dos científicos de la Unidad de Biología de Sistemas EMBL-CRG de Barcelona, ​​se publicará online en Naturaleza el 23 de febrero. Copiar el gran libro que es nuestro genoma sin errores cada vez que una célula se divide es un trabajo difícil. Afortunadamente, nuestras células están bien equipadas para corregir y reparar errores de ADN. Ahora, dos científicos del Centro de Regulación Genómica de Barcelona han publicado un estudio que muestra que los errores en diferentes partes de nuestro genoma no se corrigen igualmente bien. Esto significa que es más probable que algunos de nuestros genes muten y, por lo tanto, contribuyan a la enfermedad que otros.

Los científicos analizaron 17 millones de 'variantes de un solo nucleótido', mutaciones en un solo nucleótido (letra) de la secuencia de ADN, al examinar 650 tumores humanos de diferentes tejidos. Se trataba de mutaciones "somáticas", lo que significa que no se heredan de los padres ni se transmiten a los hijos, sino que se acumulan en nuestros cuerpos a medida que envejecemos. Estas mutaciones somáticas son la principal causa de cáncer. Muchos son el resultado de mutágenos, como el humo del tabaco o la radiación ultravioleta, y otros provienen de errores que ocurren naturalmente al copiar el ADN a medida que nuestros tejidos se renuevan.

Ben Lehner y su equipo habían descrito previamente que las mutaciones somáticas son mucho más probables en algunas partes del genoma humano, dañando así genes que pueden causar cáncer. En un nuevo artículo publicado el 23 de febrero en Naturaleza, muestran que esto se debe a que los errores genéticos se reparan mejor en algunas partes del genoma que en otras. Esta variación fue generada por un mecanismo particular de reparación del ADN llamado "reparación de desajustes", una especie de corrector ortográfico que ayuda a corregir los errores en el genoma después de la copia. Lehner y Supek muestran que la eficiencia de este "corrector ortográfico de ADN" varía según la región del genoma, y ​​algunas partes de los cromosomas reciben más atención que otras.

Cambiando las tablas sobre las tasas de mutación

El trabajo presentado por Lehner y Supek arroja nueva luz sobre un proceso que estaba inexplorado: ¿qué hace que algunas partes del genoma humano sean más vulnerables al daño? "Descubrimos que las regiones con genes activados tenían tasas de mutación más bajas. Esto no se debe a que estén ocurriendo menos errores en estas regiones, sino a que el mecanismo para repararlos es más eficiente", explica Ben Lehner, líder del grupo, profesor de riesgo ICREA y AXA. predicción en enfermedades relacionadas con la edad en la unidad de Biología de Sistemas EMBL-CRG de Barcelona. La maquinaria celular de 'reparación de desajustes' es extremadamente precisa cuando se copian regiones importantes que contienen genes que son clave para el funcionamiento celular, pero se vuelve más relajada cuando se copian partes menos importantes. En otras palabras, parece haber una capacidad limitada para reparar el ADN en nuestras células, que se dirige hacia donde más importa.

Los investigadores de CRG también encontraron que la tasa de mutación difiere en alrededor del 10% del genoma humano en células que se originan en diferentes tejidos. En particular, los cánceres de hígado, colorrectal y linfocitos presentan más mutaciones en algunas partes de nuestros cromosomas, mientras que los cánceres de mama, ovario y pulmón acumulan más mutaciones en otros lugares. Descubrieron que los genes que son importantes y activados (expresados) en un tejido en particular también exhiben menos mutaciones en los tumores de ese tejido, el efecto se extiende al ADN circundante. Pero, ¿qué le da a los genes importantes una mayor resistencia al daño?

"La diferencia no está en el número de nuevas mutaciones, sino en el mecanismo que las mantiene bajo control", comenta Fran Supek, investigador postdoctoral del CRG y primer autor del artículo. "Al estudiar las células cancerosas, ahora sabemos más sobre el mantenimiento de la integridad del ADN, que también es realmente importante para las células sanas", añade. Una vez que el 'corrector ortográfico genómico' se ha desactivado en una célula, los científicos observaron que la información genética comenzó a decaer no solo muy rápidamente, sino también por igual en todas las partes del genoma: ni las partes importantes ni las menos importantes ya se pueden reparar bien. . Se sabe que la reparación de los desajustes del ADN se interrumpe en algunos tumores del colon, el estómago y el útero, lo que produce un cáncer "hipermutador" en esos órganos.

La acumulación de cambios dañinos en el ADN es un proceso normal que ocurre en todas las células humanas cada vez que se dividen. Por lo tanto, esta investigación no solo hace una contribución importante no solo a la investigación del cáncer, sino que también puede conducir a conocimientos sobre el envejecimiento y las enfermedades genéticas.


ACMG actualiza la lista de genes para laboratorios que informan hallazgos secundarios de secuenciación clínica

NUEVA YORK - El Colegio Estadounidense de Genética y Genómica Médica actualizó su lista de genes para los que recomienda que los laboratorios informen hallazgos. Ahora incluye 73 genes.

El ACMG recomendó por primera vez en 2013 que los laboratorios que realizan la secuenciación clínica del genoma o del exoma informen hallazgos secundarios para un conjunto de 56 genes. Esta lista abarca genes en los que las variantes predisponen a las personas a enfermedades como los síndromes de cáncer hereditario y son médicamente procesables. Una actualización de la lista en 2016 agregó cuatro genes más, pero eliminó uno.

Como informó hoy en Genética en Medicina, un grupo de trabajo del ACMG ha agregado 14 genes más a su lista de genes para los que se deben informar resultados secundarios. En una actualización de la política adjunta, el grupo de trabajo señaló además sus planes para actualizar esta lista, ahora denominada ACMG SF v3.0, anualmente.

"Esperamos involucrar más a la comunidad para contribuir a este proceso y obtener un cronograma regular para que los laboratorios anticipen cualquier publicación de una lista actualizada", Christa Lese Martin, directora del Instituto de Medicina del Desarrollo y el Autismo del Sistema de Salud Geisinger y co- presidente del Grupo de Trabajo de Hallazgos Secundarios de ACMG, dijo en un correo electrónico. "Estamos aprendiendo sobre nuevas relaciones entre genes y enfermedades y nuevos tratamientos a un ritmo rápido y queremos mantenernos al día con aquellos que tienen el potencial de ser los más procesables desde el punto de vista médico".

Para esta actualización, los miembros del grupo de trabajo revisaron no solo los genes recientemente recomendados por los miembros del ACMG y los grupos externos para su inclusión, sino también los que se consideraron anteriormente que no estaban en la lista y los que otras organizaciones han considerado procesables. Cuatro subgrupos, uno centrado en genes relacionados con el cáncer hereditario, errores innatos del metabolismo y afecciones cardiovasculares y un grupo diverso, revisaron a los candidatos, que luego fueron votados por el grupo de trabajo completo y evaluados por la junta directiva de la ACMG.

Las nuevas adiciones a la lista de genes incluyen PALB2, que está relacionado con el cáncer hereditario de mama y / o cáncer de ovario TTN y FLNC, que están asociados con miocardiopatía dilatada y GAA, que está relacionada con la enfermedad de Pompe.

"Hay una serie de factores que tomamos en consideración al decidir si incluir un par gen-enfermedad en la lista de hallazgos secundarios del ACMG", dijo David Miller, médico genetista del Boston Children's Hospital y copresidente del ACMG Secondary Findings. Grupo de trabajo, dijo en un correo electrónico. "Estas consideraciones incluyen, pero no se limitan a, la capacidad para detectar variantes de riesgo genético a través de la secuenciación estándar del exoma o del genoma, la gravedad de la afección y el grado de riesgo conferido por las variantes en el gen y la capacidad de acción de la información".

En su declaración de política, el grupo de trabajo enfatiza la necesidad de que la lista de genes equilibre el beneficio para los pacientes con la carga de los laboratorios y los médicos para revisar e informar estos resultados.

El grupo señaló que consideró la inclusión de genes y variantes farmacogenómicos (el gen RYR1 se ha incluido desde ACMG SF v1.0), pero concluyó que las variantes farmacogenómicas clave o los haplotipos no se pueden determinar fácilmente mediante la secuenciación del exoma. Algunos, por ejemplo, se encuentran en promotores o intrones, mientras que otros son variantes de número de copias.

El grupo de trabajo además planea hacer actualizaciones a la lista anualmente, y tiene como objetivo enero para sus lanzamientos anuales, pero puede hacer otras actualizaciones si se necesitan cambios urgentes. Con ese fin, alienta a los miembros de ACMG y otras sociedades profesionales a nominar genes para su inclusión en la lista, así como a alertar a la organización sobre cualquier dato nuevo sobre cualquier gen de la lista que pueda afectar la atención del paciente.

Mientras tanto, espera que su declaración de política se actualice con menos frecuencia, aproximadamente cada tres o cuatro años.


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