domingo,23 enero 2022
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Genética

La iniciación de la replicación con proteína terminal

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Investigadores del Centro de Biología Molecular "Severo Ochoa" (UAM- CSIC) estudian los mecanismos moleculares empleados por diferentes virus para replicar su ADN sin perder información genética en el proceso.

 

Uno de los pasos más críticos en la duplicación de los cromosomas lineales es garantizar la copia de sus extremos para que de esta forma no se produzca un acortamiento progresivo de los mismos, generación tras generación, con la consiguiente pérdida de información genética. Algunos organismos como varios bacteriófagos, y virus como Adenovirus o Poliovirus, ambos importantes desde el punto de vista sanitario, garantizan dicha duplicación mediante el empleo de una proteína terminal (PT).

En estos casos la duplicación de los genomas lineales comienza directamente en sus extremos, a diferencia de los genomas de organismos superiores en los que comienza en regiones internas del cromosoma. Así, la ADN polimerasa, el enzima encargado de la síntesis del ADN, añade el primer nucleótido a un grupo OH de la PT, quedando de esta forma unida al extremo del cromosoma lineal de nueva síntesis. El bacteriófago ø29, organismo de estudio en el laboratorio de la Dra. Margarita Salas, también inicia la replicación de su genoma lineal con PT.

En este caso, la adición del primer nucleótido (dAMP) está dirigida por la penúltima posición del extremo, formando el complejo PT-dAMP que posteriormente se “desliza hacia atrás” para recuperar la última posición, debido a la presencia de reiteraciones de secuencia en dichos extremos.

El presente trabajo, desarrollado por la Dra. Elisa Longás bajo la dirección de los Dres. Margarita Salas y Miguel de Vega en el Centro de Biología Molecular Severo Ochoa (UAM-CSIC) y publicado en la prestigiosa revista americana Proceedings of the National Academy of Sciences of USA (PNAS (2008). 105(47): 18290-18295), supone un paso más en el estudio de dicho mecanismo.

Así, se ha demostrado que en otro bacteriófago muy relacionado con ø29, el fago Nf, la iniciación ocurre en la antepenúltima posición del extremo del cromosoma. La elevada identidad entre las ADN polimerasas y las PTs de los dos bacteriófagos, ha permitido determinar las bases moleculares responsables de la iniciación en posiciones internas de los extremos del genoma. Todo ello mediante la construcción de PTs quiméricas funcionales a través del intercambio de los dominios “iniciadores” (que portan el grupo OH anteriormente mencionado) de dichas PTs. Así, la iniciación de la duplicación ocurre en la penúltima o antepenúltima posición del extremo si la quimera contiene el dominio iniciador de la PT de ø29 o Nf, respectivamente, independientemente de la ADN polimerasa utilizada.

Con esto se concluye que, es este dominio iniciador el responsable de identificar la posición interna del extremo del ADN que dirige la reacción de iniciación. Aparte de los anteriormente mencionados, el continuo aumento en la identificación de organismos que contienen una PT en sus extremos, como Streptomyces o recientemente en halovirus permite proponer que, lejos de ser una excepción, la estrategia de iniciación con PT está muy extendida. Así, los resultados presentados en este artículo suponen un avance en la comprensión de las bases moleculares de este intrigante proceso, potencialmente extrapolables a esos otros sistemas más complejos.

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