Una secuencia palindrómica es una secuencia de ácido nucleico en una molécula de ADN o ARN de doble hebra en la que la lectura en una determinada dirección (por ejemplo, 5 'a 3') en una hebra coincide con la lectura de la secuencia en la dirección opuesta (por ejemplo, 5 'a 3') en la hebra complementaria . Por tanto, esta definición de palíndromo depende de que las hebras complementarias sean palindrómicas entre sí.
El significado de palíndromo en el contexto de la genética es ligeramente diferente de la definición utilizada para palabras y oraciones. Dado que una doble hélice está formada por dos cadenas de nucleótidos antiparalelas emparejadas que corren en direcciones opuestas , y los nucleótidos siempre se emparejan de la misma manera ( adenina (A) con timina (T) en el ADN o uracilo (U) en el ARN; citosina ( C) con guanina (G)), se dice que una secuencia de nucleótidos (monocatenaria) es un palíndromo si es igual a su complemento inverso . Por ejemplo, la secuencia de ADN ACCTAGGT es palindrómica porque su complemento nucleótido a nucleótido es TGGATCCA , y al invertir el orden de los nucleótidos en el complemento se obtiene la secuencia original.
Una secuencia de nucleótidos palindrómica es capaz de formar una horquilla . La porción del tallo de la horquilla es una porción pseudo-bicatenaria ya que toda la horquilla es parte de la misma (única) hebra de ácido nucleico. Los motivos palindrómicos se encuentran en la mayoría de los genomas o conjuntos de instrucciones genéticas . Se han investigado especialmente en cromosomas bacterianos y en los denominados Elementos Mosaicos Intercalados Bacterianos ( BIME ) esparcidos sobre ellos. En 2008, un proyecto de secuenciación del genoma descubrió que grandes porciones de los cromosomas X e Y humanos están organizados como palíndromos. [1] Una estructura palindrómica permite que el cromosoma Y se repare a sí mismo al inclinarse en el medio si un lado está dañado.
Los palíndromos también parecen encontrarse con frecuencia en las secuencias de péptidos que componen las proteínas, [2] [3] pero su papel en la función de las proteínas no se conoce con claridad. Se ha sugerido que la existencia de palíndromos en péptidos podría estar relacionada con la prevalencia de regiones de baja complejidad en proteínas, ya que los palíndromos se asocian frecuentemente con secuencias de baja complejidad. Su prevalencia también puede estar relacionada con la propensión de tales secuencias a formar hélices alfa [4] o complejos proteína / proteína. [5]
Ejemplos de
Sitios de enzimas de restricción
Las secuencias palindrómicas juegan un papel importante en la biología molecular . Debido a que una secuencia de ADN es de doble hebra, se leen los pares de bases (no solo las bases de una hebra) para determinar un palíndromo. Muchas endonucleasas de restricción (enzimas de restricción) reconocen secuencias palindrómicas específicas y las cortan. La enzima de restricción EcoR1 reconoce la siguiente secuencia palindrómica:
5'- GAATTC -3 ' 3'- CTTAAG -5'
La hebra superior dice 5'-GAATTC-3 ', mientras que la hebra inferior dice 3'-CTTAAG-5'. Si se da la vuelta a la cadena de ADN, las secuencias son exactamente las mismas (5'GAATTC-3 'y 3'-CTTAAG-5'). Aquí hay más enzimas de restricción y las secuencias palindrómicas que reconocen:
Enzima | Fuente | Secuencia de reconocimiento | Cortar |
---|---|---|---|
EcoR1 | Escherichia coli | 5'GAATTC3'CTTAAG | 5 '--- G AATTC --- 3'3 '--- CTTAA G --- 5' |
BamH1 | Bacillus amyloliquefaciens | 5'GGATCC3'CCTAGG | 5 '--- G GATCC --- 3'3 '--- CCTAG G --- 5' |
Taq1 | Thermus aquaticus | 5'TCGA3'AGCT | 5 '--- T CGA --- 3'3 '--- AGC T --- 5' |
Alu1 * | Arthrobacter luteus | 5'AGCT3'TCGA | 5 '--- AG CT --- 3'3 '--- TC GA --- 5' |
* = extremos romos |
Sitios de metilación
Las secuencias palindrómicas también pueden tener sitios de metilación . [ cita requerida ] Estos son los sitios donde un grupo metilo puede unirse a la secuencia palindrómica. La metilación inactiva el gen resistente; esto se denomina inactivación por inserción o mutagénesis por inserción . Por ejemplo, en PBR322, la metilación en el gen resistente a la tetraciclina hace que el plásmido sea propenso a la tetraciclina; después de la metilación en el gen resistente a la tetraciclina, si el plásmido se expone al antibiótico tetraciclina, no sobrevive.
Nucleótidos palindrómicos en receptores de células T
La diversidad de genes del receptor de células T (TCR) se genera mediante inserciones de nucleótidos tras la recombinación V (D) J de sus segmentos V, D y J codificados en la línea germinal . Las inserciones de nucleótidos en las uniones VD y DJ son aleatorias, pero algunos pequeños subconjuntos de estas inserciones son excepcionales, ya que de uno a tres pares de bases repiten inversamente la secuencia del ADN de la línea germinal. Estas cortas secuencias palindrómicas complementarias se denominan nucleótidos P . [6]
Referencias
- ^ Larionov S, Loskutov A, Ryadchenko E (febrero de 2008). "Evolución cromosómica a simple vista: contexto palindrómico del origen de la vida". Caos . 18 (1): 013105. doi : 10.1063 / 1.2826631 . PMID 18377056 .
- ^ Ohno S (1990). "Evolución intrínseca de las proteínas. El papel de los palíndromos peptídicos". Riv. Biol . 83 (2–3): 287–91, 405–10. PMID 2128128 .
- ^ Giel-Pietraszuk M, Hoffmann M, Dolecka S, Rychlewski J, Barciszewski J (febrero de 2003). "Palíndromos en proteínas" (PDF) . J. Protein Chem . 22 (2): 109-13. doi : 10.1023 / A: 1023454111924 . PMID 12760415 .
- ^ Sheari A, Kargar M, Katanforoush A, et al. (2008). "Una historia de dos colas simétricas: características estructurales y funcionales de palíndromos en proteínas" . BMC Bioinformática . 9 : 274. doi : 10.1186 / 1471-2105-9-274 . PMC 2474621 . PMID 18547401 .
- ^ Pinotsis N, Wilmanns M (octubre de 2008). "Conjuntos de proteínas con motivos de estructura palindrómica". Célula. Mol. Life Sci . 65 (19): 2953–6. doi : 10.1007 / s00018-008-8265-1 . PMID 18791850 .
- ^ Srivastava, SK; Robins, SA (2012). "Análisis de nucleótidos palindrómicos en reordenamientos del receptor de células T humanas" . PLOS One . 7 (12): e52250. doi : 10.1371 / journal.pone.0052250 . PMC 3528771 . PMID 23284955 .