Clase 2.3 Herencia en 3D

Herencia en tres dimensiones:
modificaciones epigenéticas y estructura de la cromatina

Biología Molecular II
PhD. Caroline Bacquet

Empaquetamiento de ADN

Regulación de expresión génica

(Weaver, 2004)

Cachorros lamidos y no lamidos

Se observó que las
lamidas de las madres en
los ratones cachorros
causan la desmetilación
en la cromatina, haciendo
que se desenrolle y active
el gen GR, causante del
bajo estrés.

Identificación de proteínas asociadas al ADN

ChIP-seq: Chromatin immunoprecipitation sequencing

ChIP-seq: Chromatin immunoprecipitation sequencing

Permite identificar el sitio donde las proteínas se unen al genoma.

Protocolo general de ChIP-seq

1. Se cortan fragmentos de ADN

2. Se ancla un marcador a las
proteínas de interés.

3. Se organizan los fragmentos
que contienen la proteína de
interés.

4. Se limpian las proteínas y se
obtiene ADN para amplificación.

ChIP-seq: resultados

Los fragmentos amplificados son organizados, con la finalidad de
detectar zonas del genoma en las que se encuentran coincidencias.

Dependiendo de las zonas donde se encuentran coincidencias, se
puede deducir la funcionalidad de la proteína anclada, para luego
realizar pruebas con su ausencia y así verificar su funcionalidad.

Identificación de regiones accesibles de la cromatina

ATAC-seq: Assay for Transposase-Accessible Chromatin

Evalúa la accesibilidad a la cromatina en todo el genoma e identifica regiones de
ADN accesibles.

ATAC-seq es un análisis más rápido y sensible del epigenoma que DNase-seq

Transposasa Tn5

Se utiliza una enzima
para sondear la
cromatina abierta, la
transposasa Tn5
mutante hiperactiva,
misma que inserta
adaptadores de
secuenciación en
regiones abiertas del
genoma.

(Buenrostro et al., 2015)

¿Cómo funciona ATAC-seq?

Tn5 transposasa gana
acceso a las regiones
abiertas del genoma

Esta enzima inserta
fragmentos de DNA
conocidos
(adaptadores)

Las librerías son
amplificadas y
secuenciadas

(Buenrostro et al., 2015)

Identificación de proximidad física entre regiones genómicas

Hi-C

Técnica de secuenciación de todo el
genoma que se utiliza para
investigar la conformación de la
cromatina 3D dentro del núcleo.

La identificación de la estructura 3D
de la cromatina dentro del núcleo es
crucial para descifrar cómo la
organización espacial del ADN afecta
la funcionalidad y la transcripción
del genoma.

¿Cómo funciona Hi-C?

1. Crosslink de la

cromatina usando
formaldehído

2. Corte con enzimas

de restricción

3. Adición de un

marcador de
biotina en los
extremos

4. Ligación de los

extremos

5. Secuenciación

usando los extremos
de emparejamiento.

Resultados de Hi-C

Al observar combinaciones por pares en un
cromosoma dado, podemos leer cuánta interacción
hay entre cada combinación de coordenadas

Con esta información se
producen modelos 3D

(Lieberman-Aiden et al., 2009)

Identificación de modificaciones químicas en ácidos nucleicos