Heterodúplex

Un heterodúplex es una molécula de ácido nucleico de doble hebra (dúplex) originada mediante la recombinación genética de hebras complementarias únicas derivadas de fuentes diferentes, como por ejemplo de diferentes homólogos. cromosomas o incluso de diferentes organismos.

Un ejemplo de ello es la cadena de ADN heterodúplex formada en procesos de hibridación, normalmente para análisis filogenéticos basados en bioquímica. Otro son los heterodúplex que se forman cuando se utilizan análogos no naturales de ácidos nucleicos para unirse con ácidos nucleicos; Estos heterodúplex resultan de la realización de técnicas antisentido que utilizan ácido nucleico peptídico monocatenario, fosforotioato de 2'-O-metilo u oligos morfolino para unirse con el ARN.

La recombinación meiótica puede iniciarse mediante una rotura de doble cadena (DSB) en el ADN. Los extremos 5' de la rotura se degradan, dejando largos salientes 3' de varios cientos de nucleótidos (ver Figura). Luego, uno de estos segmentos de ADN monocatenario 3' invade una secuencia homóloga en el cromosoma homólogo, formando un intermedio que puede repararse a través de diferentes vías, lo que resulta en cruces (CO) o no cruces (NCO), como se ilustra en la Figura. Por una vía, se forma una estructura llamada doble unión Holliday (DHJ), que conduce al intercambio de cadenas de ADN. Por la otra vía, denominada recocido de hebras dependiente de la síntesis (SDSA), hay intercambio de información pero no intercambio físico. En varios pasos de estos procesos de recombinación, se forma ADN heterodúplex (ADN bicatenario que consta de hebras simples de cada uno de los dos cromosomas homólogos que pueden ser perfectamente complementarios o no). Durante la meiosis, los recombinantes no cruzados ocurren con frecuencia y parecen surgir principalmente por la vía SDSA. Los eventos de recombinación sin cruce que ocurren durante la meiosis probablemente reflejan casos de reparación de daños en la doble cadena del ADN u otros tipos de daños en el ADN. Cuando se producen desajustes en el ADN heterodúplex, la secuencia de una cadena puede repararse para unirse a la otra cadena con perfecta complementariedad.

Durante la mitosis, la principal vía de recombinación homóloga para reparar las roturas de la doble cadena del ADN parece ser la vía SDSA (en lugar de la vía DSBR). La vía SDSA produce recombinantes no cruzados (ver Figura).

En la meiosis, el proceso de entrecruzamiento ocurre entre cromátidas no hermanas, lo que resulta en nuevas combinaciones alélicas en los gametos. En el entrecruzamiento, una enzima Spo11 produce mellas escalonadas en un par de cadenas de cromátidas hermanas (en una organización tétrada de profase). Las enzimas posteriores recortan el 5' extremos de la hebra y un complejo proteico se une a los extremos 3' extremos monocatenarios. La proteína Rad51 se recluta y se une a un complejo proteico para buscar una secuencia complementaria análoga a la reparación de roturas de doble hebra. El filamento busca el cromosoma homólogo, se produce la invasión de la hebra donde el nuevo cromosoma forma un bucle D sobre la cromátida hermana inferior y luego se hibridan los extremos. Este proceso puede producir uniones Holliday dobles que, cuando se cortan en un patrón transversal mediante endonucleasas, forman productos de dos cadenas heterodúplex.

El ADN heterodúplex también es una fuente de ARN pequeños (ARNsm), que provocan el silenciamiento génico postranscripcional.