RECOMBINACIÓN GENERAL U HOMÓLOGA - Blogs Verleyen

RECOMBINACIÓN GENERAL U HOMÓLOGA
A continuación vamos a describir un modelo molecular de esta recombinación, basado en el clásico de
Meselson y Radding, modificado con los últimos avances. No se olvide que estamos ante un modelo, es
decir, una propuesta hipotética para explicar un conjunto de datos experimentales. No todos los puntos
de este modelo están totalmente aclarados o demostrados:
Supongamos que tenemos un exogenote y un endogenote, ambos consistentes en dobles hélices. En los
modelos de recombinación, al exogenote se le suele denominar como ADN donador, y al endogenote
como ADN receptor.
1. Iniciación de la recombinación: La recombinación homóloga comienza con una incisión
endonucleotídica en una de las cadenas de la doble hélice donadora. La responsable de este
proceso es la nucleasa RecBCD (=nucleasa V), que actúa de la siguiente manera: se une
aleatoriamente al ADN del donador, y se va moviendo por la doble hélice hasta que encuentra
una secuencia característica denominada χ (letra griega "chi"), que es un "punto caliente
recombinativo":
5' GCTGGTGG 3'
3' CGACCACC 5'
Una vez reconocida la secuencia, la nucleasa RecBCD corta a 4-6 bases a la derecha (lado 3') de
la cadena superior (tal como las hemos escrito arriba). Entonces, esta misma proteína, actuando
ahora como una helicasa, va desenrollando la cadena cortada, haciendo que se desplace una
zona de ADN de cadena sencilla (ADN c.s.) con su extremo 3’ libre
2. El hueco que ha dejado la porción desplazada de la cadena cortada del donador es rellenado
mediante síntesis reparativa de ADN.
3. La zona de cadena sencilla desplazada del ADN donador es recubierta por subunidades de la
proteína RecA (a razón de un monómero de RecA por cada 5-10 bases). De este modo, esa
cadena sencilla adopta una configuración helicoidal extendida.
4. Asimilación o sinapsis: Este es el momento clave de actuación de la RecA. De alguna manera,
la RecA unida al ADN c.s. del donador facilita el encuentro de éste con la parte de doble hélice
complementaria del receptor, de modo que en principio se forma una triple hélice. A
continuación, con la hidrólisis de ATP, la RecA facilita que la cadena del donador desplace a la
cadena homóloga del receptor, y por lo tanto se empareje con la complementaria de ese
receptor. En este proceso, la porción de cadena del receptor homóloga del donador se ve
desplazada, originándose la llamada "estructura en D".
Es importante resaltar que este proceso propiciado por RecA depende de que el donador y el
receptor presenten gran homología de secuencia (del 100 al 95%), y de que estos segmentos de
homología tengan más de 100 bases de longitud.
Observar que esta sinapsis implica la formación de una porción de heterodúplex en la doble
hélice receptora: hay una zona en la que cada cadena procede de un ADN c.d. parental distinto
(donador y receptor).
1. Se supone que la cadena recién desplazada del ADN receptor (estructura en D) es digerida por
nucleasas.
2. Unión covalente de los extremos originados en las dos cadenas homólogas. Esto da como
resultado un entrecruzamiento simple por el que las dos dobles hélices se encuentran "atadas".

La estructura global resultante se denomina estructura de Holliday.
3. Migración de las ramas: al punto de cruce de la estructura de Holliday se une un complejo
formado por las proteínas RuvA y RuvB, que con hidrólisis de ATP logran el desplazamiento
del punto de cruce de Hollyday: de esta forma se va agrandando la porción de heterodúplex en
ambas dobles hélices.
4. Isomerización: para visualizarla fácilmente, imaginar que rotamos los dos segmentos de uno de
los ADN c.d. 180 o respecto del punto de entrecruzamiento, para generar una estructura plana
que es isómera de la anterior ("estructura en X").
5. Resolución de esta estructura: este paso está catalizado por la proteína RuvC, que corta y
empallama entre sí dos de las cadenas entrecruzadas en la juntura de Hollyday. El resultado de
la resolución puede variar según que se corten y empalmen las cadenas que antes no
participaron en el entrecruzamiento, o que vuelvan a ser éstas las implicadas en esta segunda
operación de corte y sellado:
a. Si los cortes y empalmes afectan a las cadenas de ADN que antes no participaron en en
el entrecruzamiento, el resultado será dos moléculas recombinantes recíprocas, donde
cada una de las 4 cadenas son recombinantes (ha habido intercambio de marcadores
entre donador y receptor)
b. Si los cortes y empalmes afectan a las mismas cadenas que ya habían participado en el
primer entrecruzamiento, el resultado consistirá en dos dobles hélices que presentan
solamente sendas porciones de ADN heterodúplex.
Este modelo, como dijimos es aplicable a bacterias. Sin embargo, dejando aparte los aspectos
enzimáticos (proteínas Rec y Ruv), los aspectos mecánicos (principalmente los requerimientos de
grandes zonas de homología, sinapsis, estructuras de Holliday, formación de heterodúpex, etc.) son
aplicables también a los organismos superiores. De todas formas, hay que volver a insistir en una
notable diferencia entre la recombinación homóloga de las bacterias y la de los organismos superiores
de reproducción sexual: en las bacterias la recombinación afecta a porciones relativamente pequeñas
del genoma donador, mientras que en los eucariotas cada cromosoma completo se empareja con el
homólogo (si bien sólo se producen unos pocos entrecruzamientos).
http://fai.unne.edu.ar/biologia/microgeneral/micro-ianez/24_micro.htm