8.E: Recombinación de ADN (Ejercicios)

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Pregunta 8.6. Según el modelo Holliday para recombinación genética, ¿qué factor determina la longitud del heterodúplex en el intermedio de recombinación?

Pregunta 8.7. Los cruces holliday se pueden resolver de dos maneras diferentes. ¿Cuáles son las consecuencias de la elección de hebra utilizada en la resolución?

Pregunta 8.8. ¿Por qué los modelos de recombinación incluyen la generación de heterodúplex en los productos?

Pregunta 8.9. Considere dos dúplex de ADN que se someten a recombinación por el mecanismo de ruptura bicatenaria. El dúplex parental indicado por líneas finas tiene alelos dominantes para los genes M, N, O, P y Q, y el dúplex parental mostrado en líneas gruesas tiene alelos recesivos, indicados por las letras minúsculas. También se muestra el intermedio de recombinación con dos estructuras Holliday.

• a) ¿Qué dúplex resultan de la resolución del cruce Holliday izquierdo verticalmente y el cruce derecho horizontalmente?
• b) Después de la resolución vertical-horizontal, ¿cuál será el genotipo de los productos de recombinación con respecto a los marcadores flanqueantes M y Q? Al responder, use una barra para separar la designación de los 2 cromosomas, cada uno de los cuales está indicado por una línea (es decir, el arreglo parental es M___Q/m___q).
• c) Si los productos de la resolución vertical-horizontal fueran separados por meiosis, y luego replicados por mitosis para generar 8 esporas en una matriz ordenada (como en los hongos Ascomicetos), ¿cuál sería el fenotipo de las esporas con respecto a los alelos del gen O? Supongamos que las cromátidas hermanas de estos cromosomas no experimentaron recombinación en esta región (es decir, un dúplex parental de cada cromosoma homólogo permanece de la etapa 4n).

Para los siguientes 3 problemas, considere dos dúplex de ADN que se someten a recombinación por el mecanismo de ruptura bicatenaria. El dúplex parental denotado por líneas negras delgadas tiene alelos dominantes (letras mayúsculas) para los genes (o loci) K, L y M, y el dúplex parental denotado por líneas grises gruesas tiene alelos recesivos, indicados por k, l, m. Los genes se muestran como cajas con contornos grises. En el diagrama de la derecha, la rotura bicatenaria se ha realizado en el gen L en el dúplex negro y se ha expandido por la acción de las exonucleasas.

Pregunta 8.10. Cuando la recombinación procede por el mecanismo de ruptura bicatenaria, ¿cuál es la estructura del intermedio con uniones Holliday, previo a la migración de ramas? Por favor, dibuje la estructura y distinga entre las cadenas de ADN de los dúplex parentales.

Pregunta 8.11. Si los intermedios de recombinación se resuelven para generar un cromosoma con el alelo K dominante del gen K y el alelo recesivo m del gen M en el mismo cromosoma (K___m), ¿qué alelo (L dominante o l recesivo) estará en el gen L, o medio,?

Pregunta 8.12. Si la unión Holliday izquierda se deslizó hacia la izquierda por migración de ramas a través del gen K (alelo K en el dúplex negro, alelo k en el dúplex gris), ¿cuál será la estructura del producto, antes de la resolución?

Pregunta 8.13. De acuerdo con el modelo Holliday original y el modelo de ruptura bicatenaria para recombinación, ¿cuáles son los resultados predichos de recombinación entre un cromosoma dúplex lineal y un dúplex (anteriormente) circular que porta un hueco en la región de homología? La homología se denota por las cajas etiquetadas ABC en el dúplex lineal y ac en el círculo con huecos. Las regiones que flanquean la homología (P y Q versus X e Y) no son homólogas.

Los resultados de un experimento como este se reportan en Orr-Weaver, T. L., Szostak, J. W. y Rothstein, R. J. (1981) Yeast transformation: a model system for the study of recombination. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 78:6354-6358. Estos datos fueron instrumentales en la formulación del modelo de doble hebra para recombinación.

Pregunta 8.14. Se han desarrollado diversos ensayos in vitro para el intercambio de cadenas catalizado por RecA. Para cada uno de los sustratos que se muestran a continuación, ¿cuáles son los productos esperados cuando se incuban con RecA y ATP (y SSB para facilitar la eliminación de estructuras secundarias del ADN monocatenario)? En la práctica, las reacciones proceden por etapas y se pueden ver intermedios, pero responden en términos de los productos finales después de que la reacción haya llegado a su finalización.

En cada caso, la molécula con al menos región monocatenaria parcial se muestra con hebras azules gruesas, y el dúplex que será invadido se muestra con líneas rojas delgadas. Los sustratos de ADN son los siguientes.

• A. Círculo monocatenario y lineal dúplex. Los dos sustratos son de la misma longitud y son homólogos en todas partes.
• B. Fragmentos lineales cortos monocatenarios y círculo dúplex. Los fragmentos cortos son homólogos al círculo.
• C. Lineal monocatenario y lineal dúplex. Los dos sustratos son de la misma longitud y son homólogos en todas partes.
• D. Círculo hueco y dúplex lineal. La hebra intacta del círculo tiene la misma longitud que la lineal y es homóloga en todas partes. La hebra separada del círculo es complementaria a la hebra intacta, por supuesto, pero es simplemente más corta.

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