Secuencia repetida (ADN) - Repeated sequence (DNA)
Las secuencias repetidas (también conocidas como elementos repetitivos , unidades repetidas o repeticiones ) son patrones de ácidos nucleicos (ADN o ARN) que ocurren en múltiples copias en todo el genoma . ADN repetitivo se detectó primero debido a su rápida re-asociación cinética. En muchos organismos, una fracción significativa del ADN genómico es muy repetitiva, y más de dos tercios de la secuencia consta de elementos repetitivos en los seres humanos.
Los elementos repetitivos que se encuentran en los genomas se clasifican en diferentes clases, según su estructura y / o el modo de multiplicación. La disposición de elementos repetitivos consiste en matrices de secuencias repetidas en tándem o en repeticiones dispersas por todo el genoma (ver más abajo).
Funciones
Los debates sobre las posibles funciones de estos elementos son de larga data. Las referencias controvertidas al ADN 'basura' o 'egoísta' se presentaron desde el principio, lo que implica que los segmentos de ADN repetitivos son restos de la evolución pasada o secuencias autónomas autorreplicantes que piratean la maquinaria celular para proliferar. Descubierto originalmente por Barbara McClintock , las repeticiones dispersas se han reconocido cada vez más como una fuente potencial de variación y regulación genética . Junto con estas funciones reguladoras, también se ha propuesto una función estructural del ADN repetido en la configuración del plegamiento 3D de los genomas. Esta hipótesis solo está respaldada por un conjunto limitado de evidencia experimental. Por ejemplo, en humanos, ratones y moscas, varias clases de elementos repetitivos presentan una alta tendencia a la colocalización dentro del espacio nuclear, lo que sugiere que la célula puede utilizar las posiciones de las repeticiones de ADN como un mapa de plegamiento del genoma.
Repeticiones en tándem en enfermedades humanas
Las secuencias de repetición en tándem, en particular las repeticiones de trinucleótidos, subyacen a varias enfermedades humanas . Las repeticiones de trinucleótidos pueden expandirse en la línea germinal durante generaciones sucesivas dando lugar a manifestaciones cada vez más graves de la enfermedad. Las condiciones de la enfermedad en las que se produce la expansión incluyen la enfermedad de Huntington , el síndrome de X frágil , varias ataxias espinocerebelosas , distrofia miotónica y ataxia de Friedrich . Las expansiones de repetición de trinucleótidos pueden ocurrir a través del deslizamiento de la cadena durante la replicación del ADN o durante la síntesis de reparación del ADN .
Las secuencias repetidas de hexanucleótidos GGGGCC en el gen C9orf72 son una causa común de esclerosis lateral amiotrófica y demencia frontotemporal . Las secuencias de repetición de trinucleótidos CAG subyacen a varias ataxias espinocerebelosas (SCA- SCA1 ; SCA2; SCA3; SCA6; SCA7; SCA12; SCA17 ). La enfermedad de Huntington es el resultado de una expansión inestable de secuencias CAG repetidas en el exón 1 del gen de la huntingtina ( HTT ). HTT codifica una proteína de andamio que participa directamente en la reparación del daño oxidativo del ADN . Se ha observado que los genes que contienen repeticiones de CAG patógenas a menudo codifican proteínas que tienen un papel en la respuesta al daño del ADN y que las expansiones repetidas pueden alterar vías específicas de reparación del ADN. La reparación defectuosa de los daños del ADN en secuencias repetidas puede causar una mayor expansión de estas secuencias, creando así un círculo vicioso de patología.
Tipos
Tipos principales
Categorías principales de secuencia repetida o repeticiones :
- Repeticiones en tándem : son copias adyacentes entre sí, ya sea directamente o invertidas. ADN satélite : normalmente se encuentra en centrómeros y heterocromatina . Minisatélite : unidades de repetición de aproximadamente 10 a 60 pares de bases, que se encuentran en muchos lugares del genoma, incluidos los centrómeros . Microsatélite : unidades de repetición de menos de 10 pares de bases; esto incluye los telómeros , que normalmente tienen de 6 a 8 unidades de repetición de pares de bases.
- Repeticiones intercaladas (también conocidas como elementos nucleares intercalados): elementos transponibles . Transposones de ADN . retrotransposones . Retrotransposones LTR (HERV) . no retrotransposones LTR . SINE ( S Hort I nterspersed N uclear E LEMENTOS). LINEs ( L ong que nterspersed N uclear E LEMENTOS). SVA
En los primates, la mayoría de LINE son LINE-1 y la mayoría de SINE son Alu . Los SVA son específicos de hominoides.
En procariotas, CRISPR son matrices de repeticiones alternas y espaciadores.
Secuencias repetidas evolutivamente derivadas de eventos de infección viral.
Otros tipos
Nota: Lo siguiente se cubre en detalle en "Computación para la genómica microbiana comparativa".
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Repeticiones directas
- Repetición directa global
- Repeticiones simples directas locales
- Repeticiones directas locales
- Repeticiones directas locales con espaciador
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Repeticiones invertidas
- Repetición global invertida
- Repetición local invertida
- Repetición invertida con espaciador
- Repetición palindrómica
- Espejo y repeticiones evertidas
Biotecnología
El ADN repetitivo es difícil de secuenciar utilizando técnicas de secuenciación de próxima generación : el ensamblaje de secuencias a partir de lecturas cortas simplemente no puede determinar la longitud de una parte repetitiva. Este problema es particularmente grave para los microsatélites, que están formados por pequeñas unidades repetidas de 1 a 6 pb.
Históricamente, muchos investigadores han omitido partes repetitivas al analizar y publicar datos del genoma completo.
Ver también
- Genoma
- Estructura fina del cromosoma eucariota
- ADN no codificante
- Región intergénica
- Marcador genético
- Gen regulador
- FREP
- ADN satélite
Referencias
enlaces externos
- Función del ADN repetitivo
- ADN + Región + repetitiva en los encabezados de temas médicos (MeSH) de la Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU .