pone el ‘salto’ ‘en los genes saltarines’

novedosa forma de la proteína hace que el ADN hacer un cambio de sentido

Medicina Johns Hopkins

IMAGEN: Cinco de 10 subunidades de ISTB están en el primer plano con flechas que apuntan a los extremos de un segmento de ADN, doblado 180 grados por el protein.view en forma de concha de almeja más

Crédito: Cell Press

Los científicos de informe de Johns Hopkins han descifrado la estructura y la forma inusual de una proteína bacteriana que prepara a segmentos de ADN para la inserción de los llamados genes de salto. La forma de concha, dicen, nunca antes ha sido visto en una proteína, pero se conecta muy bien con su función: la de doblar un segmento de ADN en una de 180 grados cambio de sentido.

El hallazgo, dicen, los avances en la comprensión científica de cómo los segmentos de ADN se mueven de manera entre las bacterias, a menudo llevando consigo genes que confieren resistencia a los antibióticos o toxicidad. Un resumen de la investigación fue publicada el 13 de agosto en el journalCell.

La proteína, llamada ISTB, es genéticamente similar a toda una familia de proteínas relacionadas que se encuentran en bacterias, plantas y animales, por lo que el equipo de Johns Hopkins dice que se sorprendió al saber que su estructura y función no son tan similares a los de sus miembros de la familia . “Lo que hemos aprendido es que ISTB muestra la capacidad de la selección natural para encontrar nuevos usos para la clase de enzima que ha existido desde hace mucho tiempo”, dice James Berger, Ph.D., profesor de biofísica y la química biofísica en la Universidad Johns Hopkins Escuela de Medicina.

En el corazón de la investigación, Berger dice, es un trozo de ADN, llamada IS21, que es un tipo de transposón, o saltar de genes. Estos segmentos de ADN sostienen el modelo para la producción de proteínas que pueden cortar y manipular el ADN de dejar una mancha en un genoma y la tierra en otro lugar.

Por su parte, Berger señala, un gen de salto no es ni útil ni perjudicial, pero puede llegar a ser de modo que si, por ejemplo, se inserta en y se altera un gen normalmente funcional. “O podría tomar un gen cercano con él cuando salta”, añade. “Ese gen estará entonces en su nuevo entorno y bajo control de nuevo, lo que podría ser útil o perjudicial para un organismo dependiendo de la función del gen.”

Berger dice que él y su compañero postdoctoral Ernesto Arias-Palomo, Ph.D., eran conscientes de que IS21 se encuentra en algunas bacterias causantes de enfermedades, como el de la peste Yersinia pestis, y cerca de los genes que hacen que las bacterias tóxicas para las personas. “Eso nos hizo sospechar que podría desempeñar un papel en el movimiento de esos genes en todo, lo que finalmente puede provocar la transferencia de genes a las bacterias dañinas previamente inofensivos”, dice.

Para examinar la idea, el equipo se centró en ISTB, una de las dos proteínas IS21 codifica. La otra proteína codificada es ISTA, que corta y pega la transposón IS21. ISTB es su proteína de ayuda.

El equipo sabía sobre la base de la secuencia genética del ISTB que contiene un sitio de “reactor” que extrae la energía se encuentra en ciertas moléculas químicas y lo utiliza para alterar el ADN. Pero, ¿cómo funciona y cómo se colabora con ISTA era un misterio.

El uso de los rayos X y rayos de electrones para sondear la estructura y función de ISTB, los investigadores encontraron que ISTB es de 10 unidades más pequeñas, que se organizan en dos herraduras paralelas de cinco unidades cada uno. cadenas dobles de ADN encajan en el medio.

“Lo que vimos es que ISTB puede tomar una pieza recta de ADN y se dobla 180 grados, o tomar un trozo doblado de ADN y mantenerlo en esa posición”, dice Berger. “Que ceba el ADN para la inserción de un transposón.”

Las pruebas bioquímicas mostraron además que el ISTA reconoce el ADN doblados obligado por ISTB y da inicio a la ISTB, probablemente para hacer que el ADN accesible para los cortes se harán, explica Berger.

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