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10.1.1. Modelo Meselson-Radding

Meselson y Weigle demostraron que la recombinación consistía en la ruptura y reunión de dos moléculas de DNA. Coinfectaron E. coli con fagos pesados cultivados en medio con 13C y 15N —«fagos pesados»—, junto con otros normales —«livianos»—. Los fagos resultantes de la infección se centrifugaron en CsCl y observaron fagos en todas las partes del gradiente entrelo que quedaban todavía livianos y pesados.
Este modelo supera los inconvenientes del modelo de Holliday y mantiene los puntos más importantes como el intermediario en cruz y la migración en rama: un par de hebras cruzadas se desplazan en ambos sentidos con la contribución de topoisomerasas que controlen el superenrollamiento. En función de cuánto ha migrado y de cómo se resuelva esteintermediario se obtendrán distintos tipos de recombinantes.
Además, se ajusta al hecho experimental de que los extremos 3' o 5' libres siempre desencadenan recombinaciones. Otro de los fenómenos que explica este modelo es que se sintetice una pequeña cantidad de DNA durante la recombinación, algo que no tenía en cuenta el modelo de Holliday.
Las regiones en las que las dos cadenas no son perfectamentecomplementarias (producto de la recombinación) se denominan heterodúplex. La reparación de las discordancias entre las dos cadenas es posible que tenga consecuencias genéticas importantes.
En cualquiera de los dos modelos, la resolución de los intermediarios de Holliday depende de cuánto ha migrado y se obtendrán distintos tipos de recombinantes: la resolución de las hebras no cruzadas producela recombinación de los genes, mientras que la de las cruzadas produce moléculas parcheadas (o en parche) que realmente no han intercambiado los genes y se las conoce como moléculas heteroduplex.
10.1.2. ENZIMOLOGIA DE RECOMBINACION HOMOLOGA
Fenómeno estudiado fundamentalmente en bacterias, pero con homólogos en eucariotas. Intervienen en este proceso las proteínas de Recombinación: RecA, B, Cy D (RecBCD tiene actividad helicasa, endonucleasa y exonucleasa) junto con las DNA-polimerasas, DNA-ligasas, topoisomerasas y proteínas que se unen al ssDNA (single standed=monocaternario=cadena sencilla) es una (SSB =single-stranded DNA binding proteins o proteínas ligantes de ADN monocatenario). La recombinación suele ocurrir en unos sitios determinados preferentemente (puntos calientes)denominados Chi (χ) (chiasmas o quiasmas), cuya secuencia es el octanucleótido GCTCCTGG, apareciendo cada 5-10 kpb (mil pares de bases). Son puntos calientes porque es donde comienza la recombinación, pero no son imprescindibles.
El RecBCD con su actividad helicasa desenrolla el ADN y cuando encuéntrala secuencia Chi (GCTGGTGG) corta una hebra, dejando un sustrato de reconocimiento para RecA.
RecApromueve el intercambio entre una molécula parcialmente duplexa y otra duplexa intacta y produce una molécula intermediaria típica de recombinación
RecBCD se une al DNA y se desplaza a 1000 pb/s hasta encontrar una secuencia Chi, donde se detiene unos 10 s. Su actividad helicasa desaparea el DNA para formar un lazo, y su actividad nucleasa 3'->5' degrada parcialmente el extremo 3' que está siendodesplazado mientras el ssDNA se protege con varias SSB. Pierde la subunidad RecD (nucleasa) y sigue avanzando más despacio; se libera el lazo de DNA y ahora RecBC degradará de 5'->3'. La presencia de extremos 3' libres permite la llegada de RecA y su unión al DNA, con lo que se inicia la invasión de una cadena de DNA cercana.
La unión entre las SSB y el ssDNA es muy estable, por lo que no dejaríaseguir el proceso de recombinación. Para que prosiga es necesaria la intervención de proteínas de la familia de las proteínas mediadoras de la recombinación/reparación (RMP).
En procariotas se trata del heterodímero RecOR (proteínas con subunidades diferentes), que se encarga de desestabilizar termodinámicamente la unión de SSB para permitir el acceso de RecA.
El RecA, se une al ADN simple...