¿Cómo funciona la unión de extremos no homólogos (NHEJ)?

De hecho, la unión de extremos no homólogos induce errores en la secuencia afectada. Pero debe tener en cuenta que NHEJ es un mecanismo de reparación de emergencia que implica una posibilidad de "reparar o morir". Si la ruptura cromosómica no se repara, no es improbable que la célula entre en apoptosis o, peor aún, se convierta en una célula cancerosa. La introducción de pequeños errores es un precio relativamente pequeño en comparación con esto, aunque esto aún puede alterar genes o secuencias reguladoras. Para el mecanismo, eche un vistazo a la figura (de la primera referencia):

Para obtener más información, consulte el artículo de Wikipedia sobre NHEJ y/o las siguientes referencias:

1. El mecanismo de unión de extremos de ADN no homólogo humano.
2. El mecanismo de reparación de roturas de ADN de doble cadena mediante la vía de unión de extremos de ADN no homólogo.

NHEJ es de hecho propenso a errores. Se llama "no homólogo" porque no utiliza una plantilla "homóloga" de otra pieza de ADN que coincida con la secuencia para guiar la reparación. Las reparaciones homólogas evitan causar mutaciones porque la cadena similar de ADN actúa como una plantilla para que la célula sepa qué letras colocar en el espacio. Cuando no hay una plantilla, no hay forma de que la maquinaria de reparación sepa qué letras específicas usar... de ahí las mutaciones en NHEJ.

Curiosamente, este fenómeno NHEJ se utiliza para impulsar el estado del arte actual en ingeniería genética: endonucleasas guiadas por ARN CRISPR/Cas9. Si provoca una ruptura del ADN de doble hebra cerca del comienzo de la secuencia de codificación de proteínas de un gen, esta ruptura se reparará con NHEJ, lo que provocará una mutación "indel" (inserción o eliminación). Insertar o eliminar letras en la secuencia de codificación de un gen provocará un "cambio de marco" en el que los codones de 3 letras que le indican a la célula qué aminoácidos usar se confunden porque los 3-3-3-3-3-normales El patrón 3-3 está alterado. De esta manera, podemos desactivar los genes a los que queremos apuntar: simplemente provoque un cambio de marco en ese gen con CRISPR.

Si queremos INSERTAR algo usando la edición del genoma, necesitamos "reparación dirigida por homología": le daremos el CRISPR junto con otra cadena de nucleótidos que coincida con las cadenas que flanquean el lugar que estamos cortando, con una nueva secuencia en el medio. Entonces, cuando CRISPR haga el corte, nuestra plantilla homóloga se adherirá a los lados del corte y la pieza central proporcionará a la celda un modelo para la inserción o edición que queremos hacer.

Entonces, mientras piensa en ello, verá que la "homología" que falta en NHEJ es la hebra que se usa como plantilla de reparación, y al manipular estos procesos naturales de reparación de ADN que pueden o no usar plantillas homólogas, tenemos una posible método para activar, desactivar, editar o insertar genes. Esto significa que NHEJ ya no es solo un proceso biológico: es una técnica de ingeniería.