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8
enero

Localizar secuencias palindromo en los acidos nucleicos (En ADN)

 

2.- LOCALIZAR SECUENCIAS PALINDROMO

En el ADN puede pasarnos desapercibidas las secuencias palíndromo, tanto los continuos como los interrumpidos.

Existe una forma (que puede informatizarse) para hacerlo fácil.

1.-En el ADN

Normalmente cuando nos ofrecen una secuencia de ADN, acostumbran a hacerlo ofreciéndonos la secuencia de una sola de las cadenas en dirección 5´a 3´ (rara vez al contrario). Si ésta es larga lo hacen separando de 10 en 10 nucleótidos.

Ej. Secuencia corta:  5´…GTAAGCTTATG…. 3´.

Ej. Secuencia larga: 5´…… TGAATGATGG  ATGGCATGCT  AAGCCCTAAG  TATAGCTGAT  CGCGCTCTAT …… 3´

Tanto en un caso como en el otro, para localizar las secuencias palíndromo,  es necesario  escribir la secuencia de la hebra complementaria en  dirección 5´a 3´, y superponerla a la secuencia dada.

1.- Pongo un ejemplo de  secuencia corta, pero igualmente deberíamos hacerlo con la más larga, sin dejar los espacios entre los grupos de 10:

La complementaria en su misma dirección se obtendría partiendo del último nucleótido de esa secuencia dada y poniendo el complementario en primer lugar. Ultimo con primero (asignándole la posición correspondiente a la secuencia original), penúltimo con segundo, antepenúltimo con tercer y así sucesivamente… Así construimos la secuencia complementaria en la misma dirección que la primera ( de 5´a 3´), tal como mostramos en la imágen adjunta a continuación.

…….y así sucesivamente

La hebra complementaria a su misma dirección quedariá del siguiente modo:

Se trata ahora de superponer ambas secuencias y comprobamos

Si existe coincidencia en varias (2 o más) de las posiciones seguidas habrá una secuencia palíndromo. Vemos que, en este caso,  hay una repetición de 4 nucleótidos iguales en ambas y abarca el mismo intervalo de posiciones de la secuencia de ADN. Es una secuencia palíndromo continuo de 4 nucleótidos en posición de 5ª a 8ª posición.

2.- Otro ejemplo:

Su complementaria en la misma dirección:

Al superponerlas:Vemos que coinciden 2 tramos separados por un tramo no coincidente. Se trata de un solo palíndromo interrumpido ya que ambos son complementarios y, además en este caso coincidentes,  en la secuencia de los 2 tramos. Si fuesen secuencias diferentes o no complementarios serían 2 palíndromos continuos diferentes. Se observa que hay coincidencia de secuencia y también de los intervalos de ambos tramos. Se trataría de un palíndromo interrumpido, ya que la 2ª es complementaria simétrica a la primera, aunque ambas coinciden pero no tiene por qué suceder esa igualdad. Si no fuesen complementarias, se trataría de 2 palíndromos continuos diferentes.

3.- En ocasiones , las secuencias palíndromo no coinciden exactamente al superponerlas, pero sí se corresponden las posiciones  de los nucleótidos de ambas cadenas.

Por ejemplo:

Se observa  que en el ADN de doble cadena es condición necesaria la coincidencia en las posiciones de los tramos palíndromo. En el caso de este ejemplo, se trataría de un palíndromo interrumpido ya que es segundo tramo es simétricamente complementario al primero. Si eso no sucediese, serían 2 tramos palíndromo continuos diferentes.

Como vemos, y en conclusión, se trata de realizar ese sencillo «truco» para localizarlas. ¡Fácil!

 

 

 

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17
enero

Secuencias del ADN: Palíndromos (1)

Imagínese usted una carretera con carril de ida y de vuelta. Imagínesela absolutamente llena de coches en caravana, tanto en un carril como en el otro, de modo que ninguno de ellos puede avanzar.

Imaginen ahora que el trayecto ocupado por esa inmensa caravana es la distancia de Coruña a  Cádiz (1.200 Km. aproximadamente). Si cada automóvil ocupa una longitud de carretera de 5 metros, el número de coches en cada dirección sería: 1.200.000m/5m = 240.000 coches. Se necesitarían 480.000 automóviles para cubrir ambos carriles.

Supongan ahora que vd. se encuentra situado en helicóptero sobre un tramo concreto de esa carretera y le piden que “identifique” de qué tramo se trata. Muy probablemente diría que imposible; o todo lo más, buscaría referencias o bien de los automóviles, de la propia carretera, sus posibles cruces, de la posición solar, de los posibles accidentes topográficos, de los núcleos de población que la rodean, etc., para ver si todo lo observado pudiera encajar con una posible respuesta. Imaginen ahora la misma situación anterior pero observando únicamente la carretera, con sus coches y nada más. Ahora se rendiría absolutamente, salvo que coches, señales y paneles de la propia carretera pudiera insinuarle pistas para poder hacerlo.

El ADN humano –y de cualquier ser vivo- es como esa carretera, cuyos nucleótidos se asemejan a los coches situados en ambas direcciones, pero muchísimo más larga aún; nada menos que 3.200.000.000 coches en cada dirección. Nada más y nada menos que 16 millones de Km de caravana. Suficiente para alcanzar nuestro sol , o mejor, todas las carreteras de Europa –quizás del mundo entero- rellenas de automóviles parados en caravana. ¿Cómo identificar el tramo que estamos contemplando desde nuestro helicóptero? ¿Cómo haríamos para localizar  un tramo determinado?. Éste es un problema que la maquinaria de la célula debe resolver ya que determinados tramos –que podemos asemejarlos a los genes del ADN- tienen que actuar; cada uno en su momento y circunstancia en función del tipo de célula en el que se encuentra y también en función del ambiente celular (interno y externo). palindromo 1

 Existen muchos tramos –en función de las circunstancias celulares citadas- de esa enorme carretera a los que ya está impedido su acceso: no son identificables. Vendrían a ser , siguiendo nuestro simil, tramos de carretera que pasan por túneles, zonas boscosas, etc., en que no es posible su observación  desde el helicóptero. Pertenecen a la heterocromatina nuclear que está pero que no actúa. Otros se encuentran en obras, están cortados por otras circunstancias: derrumbes, inundaciones, nieve, etc. que temporal o definitivamente están inaccesibles. Son tramos marcados epigenéticamente (nucleosomas apelotonados, histonas del nucleosoma no acetiladas, metilaciones en los nucleótidos, etc.). Aunque  relativamente accesibles, tampoco son funcionales. Y nos queda el resto de los tramos que todavía son muy numerosos. Como diferenciar los tramos “concretos” para situar nuestro helicóptero en posición?

Una de las formas es hacerlo mediante el propio trazado de que la carretera que consiste en realizar “desviaciones” para “marcar” esos tramos. En determinados puntos, los carriles se desvían uno del otro hacia ambos lados igualmente y vuelven de nuevo a retornar al punto de desviación, adoptando una configuración cruciforme.

 palindromos2La magnitud de la desviación –longitud de los brazos de la estructura cruciforme- es variable: unas decenas de metros, centenares de metros o kilómetros. Existen muchísimos de estos puntos de referencia a lo largo de la carretera de forma que podemos situarnos en un tramo si tenemos en cuenta que éste se encuentra, por ejemplo, después de 2 desviaciones de  187 y 278 metros,  y de otras 2, la primera de 27 metros y la segunda de 2,45 Km. Tomando como referencia las desviaciones , sus magnitudes o incluso los tipos de automóviles que se encuentran en ellas, nos indican el tramo concreto en que queremos fijarnos. Lo mismo sucede en el ADN celular. Estos tramos que provocan desviaciones, en el ADN se denominan palíndromos, y vienen determinados por el orden en la disposición de los automóviles (nucleótidos) en la caravana. De este modo, la configuración de la propia carretera conforma señales propias para la localización de tramos concretos. Así, los genes del ADN son relativamente fáciles de localizar para que la maquinaria que los pone en funcionamiento sea rápida y eficaz. Fácil e ingenioso.

No es la única y exclusiva forma que tiene el ADN de fijar la localización de sus genes. Los tramos palindromo también son utilizados para otras funciones, siendo reconocidos por su propia configuración: tramos por donde el ADN puede “cortarse” por enzimas de restricción, tramos reguladores de la actividad génica; tramos que se transcriben a ARNm o ARNr,… En el siguiente post trataremos  de explicar con más detalle la naturaleza de las secuencias palíndromo.

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