Un minisatélite es un tracto de ADN repetitivo en el que ciertos motivos de ADN (que varían en longitud de 10 a 60 pares de bases ) se repiten típicamente de 5 a 50 veces. [1] Los minisatélites se encuentran en más de 1000 ubicaciones en el genoma humano y son notables por su alta tasa de mutación y alta diversidad en la población. [2] Los minisatélites son prominentes en los centrómeros y telómeros de los cromosomas, estos últimos protegen a los cromosomas del daño. El nombre "satélite"se refiere a la observación temprana de que la centrifugación del ADN genómico en un tubo de ensayo separa una capa prominente de ADN a granel de las capas "satélite" acompañantes de ADN repetitivo. Los minisatélites son pequeñas secuencias de ADN que no codifican proteínas pero que aparecen en todo el genoma cientos de veces, con muchas copias repetidas una al lado de la otra.
Los minisatélites y sus primos más pequeños, los microsatélites , juntos se clasifican como ADN VNTR (número variable de repeticiones en tándem). De manera confusa, los minisatélites a menudo se denominan VNTR, y los microsatélites a menudo se denominan repeticiones cortas en tándem (STR) o repeticiones de secuencia simple (SSR). [3] [4]
Estructura
Los minisatélites consisten en motivos repetitivos, generalmente ricos en GC , que varían en longitud de 10 a más de 100 pares de bases. Estas repeticiones variantes se entremezclan en tándem. Algunos minisatélites contienen una secuencia central (o "unidad central") de nucleobases "GGGCAGGANG" (donde N puede ser cualquier base) o, más generalmente, consisten en motivos de secuencia de purinas ( Adenina (A) y Guanina (G)) y pirimidinas ( Citosina (C) y Timina (T)). [ cita requerida ]
Los minisatélites hipervariables tienen unidades centrales de 9 a 64 pb de largo y se encuentran principalmente en las regiones centroméricas. [5]
En los seres humanos, el 90% de los minisatélites se encuentran en la región subtelomérica de los cromosomas. La secuencia de telómeros humanos en sí es una repetición en tándem: TTAGGG TTAGGG TTAGGG…
Función
Se ha implicado a los minisatélites [ cita requerida ] como reguladores de la expresión génica (por ejemplo, a niveles de transcripción , empalme alternativo o control de impronta ). Por lo general, son ADN no codificantes, pero a veces forman parte de posibles genes . [ cita requerida ]
Los minisatélites también constituyen los telómeros cromosómicos, que protegen los extremos de un cromosoma del deterioro o de la fusión con los cromosomas vecinos.
Mutabilidad
Los minisatélites se han asociado con sitios cromosómicos frágiles y están próximos a varios puntos de ruptura de translocación recurrentes.
Se ha demostrado que algunos minisatélites humanos (~ 1%) son hipermutables , con una tasa de mutación promedio en la línea germinal superior al 0,5% hasta más del 20%, lo que los convierte en la región más inestable del genoma humano conocida hasta la fecha. Mientras que otros genomas (ratón, rata y cerdo) contienen secuencias similares a minisatélites, no se encontró que ninguno fuera hipermutable. Dado que todos los minisatélites hipermutables contienen variantes internas , proporcionan sistemas extremadamente informativos para analizar los complejos procesos de rotación que ocurren en esta clase de repetición en tándem. El mapeo de repetición de variantes de minisatélite por PCR (MVR-PCR) se ha utilizado ampliamente para trazar los patrones de interpersión de repeticiones de variantes a lo largo de la matriz, lo que proporciona detalles sobre la estructura de los alelos antes y después de la mutación. [ cita requerida ]
Los estudios han revelado distintos procesos de mutación que operan en las células somáticas y de la línea germinal. La inestabilidad somática detectada en el ADN sanguíneo muestra eventos intraalélicos simples y raros de dos a tres órdenes de magnitud más bajos que en los espermatozoides. Por el contrario, en la línea germinal se producen complejos eventos similares a la conversión interalélicos. [6]
Los análisis adicionales de las secuencias de ADN que flanquean los minisatélites humanos también han revelado un hotspot de cruce meiótico intenso y altamente localizado que se centra aguas arriba del lado inestable de las matrices de minisatélites. Por tanto, el recambio repetido parece estar controlado por la actividad recombinacional en el ADN que flanquea la matriz repetida y da como resultado una polaridad de mutación. Estos hallazgos han sugerido que los minisatélites probablemente evolucionaron como espectadores de puntos calientes de recombinación meiótica localizados en el genoma humano. [ cita requerida ]
Se ha propuesto que las secuencias de minisatélites estimulan a los cromosomas a intercambiar ADN. En modelos alternativos, es la presencia de hotspots de doble hebra vecinos la causa principal de las variaciones en el número de copias de repetición de minisatélites. Se sugiere que los cambios somáticos son el resultado de dificultades de replicación (que pueden incluir deslizamiento de replicación , entre otros fenómenos). [ cita requerida ]
Los estudios han demostrado [ cita requerida ] que el destino evolutivo de los minisatélites tiende hacia una distribución de equilibrio en el tamaño de los alelos, hasta que las mutaciones en el ADN flanqueante afectan la actividad recombinacional de un minisatélite al suprimir la inestabilidad del ADN. Tal evento finalmente conduciría a la extinción de un minisatélite hipermutable por impulso meiótico.
Historia
El primer minisatélite humana fue descubierta en 1980 por AR Wyman y R. White ,. [7] Al descubrir su alto nivel de variabilidad, [8] Sir Alec Jeffreys desarrolló huellas dactilares de ADN basadas en minisatélites, resolviendo el primer caso de inmigración por ADN en 1985, y el primer caso de asesinato forense, los asesinatos de Enderby en el Reino Unido, en 1986 Posteriormente, los minisatélites también se utilizaron como marcadores genéticos en análisis de ligamiento y estudios de población, pero pronto fueron reemplazados por perfiles de microsatélites en la década de 1990.
El término ADN satélite se origina a partir de la observación en la década de 1960 de una fracción de ADN cizallado que mostraba una densidad flotante distinta, detectable como un 'pico satélite' en la centrifugación en gradiente de densidad, y que posteriormente se identificó como grandes repeticiones en tándem centroméricas. Cuando más tarde se identificaron repeticiones en tándem más cortas (10-30 pb), se las conoció como minisatélites. Finalmente, con el descubrimiento de iteraciones en tándem de motivos de secuencia simple, se acuñó el término microsatélites.
Ver también
Referencias
- ^ Minisatélite en los encabezados de temas médicos de la Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU.(MeSH)
- ^ Tawn, E. Janet; Rees, Gwen S .; Leith, Cheryl; Winther, Jeanette F .; Curwen, Gillian B .; Stovall, Marilyn; Olsen, Jørgen H .; Rechnitzer, Catherine; Schroeder, Henrik; Guldberg, Per; Boice, John D. (marzo de 2011). "Mutaciones de minisatélites de la línea germinal en supervivientes de cáncer infantil y de adultos jóvenes tratados con radiación" . Revista internacional de biología de las radiaciones . 87 (3): 330–340. doi : 10.3109 / 09553002.2011.530338 . ISSN 0955-3002 . PMC 3766628 . PMID 21087171 .
- ^ Turnpenny, P. y Ellard, S. (2005). Elementos de genética médica de Emery, 12th. ed. Elsevier, Londres.
- ^ Jangampalli Adi, Pradeep Kiran (mayo de 2011). "Comparación y correlación de la distribución de repeticiones de secuencia simple en genomas de especies de Brucella" . Bioinformación . 6 (5): 179–182. doi : 10.6026 / 97320630006179 . PMID 21738309 .
- ^ Genética molecular humana por Tom Strachan, Andrew Read, p289
- ^ Vergnaud G, Denoeud F (julio de 2000). "Minisatélites: mutabilidad y arquitectura del genoma" . Investigación del genoma . 10 (7): 899–907. doi : 10.1101 / gr.10.7.899 . PMID 10899139 .
- ^ Wyman AR, White R (noviembre de 1980). "Un locus altamente polimórfico en el ADN humano" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 77 (11): 6754–8. doi : 10.1073 / pnas.77.11.6754 . PMC 350367 . PMID 6935681 .
- ^ Jeffreys AJ, Wilson V, Thein SL (marzo de 1985). "Regiones 'minisatélite' hipervariables en el ADN humano". Naturaleza . 314 (6006): 67–73. doi : 10.1038 / 314067a0 . PMID 3856104 .