Diferencia entre revisiones de «PiPolB»
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La primera evidencia de la existencia de una actividad enzimática capaz de sintetizar ADN se produjo en 1958 con el descubrimiento de E. coli Pol I por A. Kornberg y sus colegas. Desde entonces, se cree que las ADN polimerasas requieren un cebador preexistente que proporcione un resto hidroxilo para anclar el nucleótido entrante. Este requisito, a menudo denominado "regla de la cartilla", ha sido un dogma en el campo durante casi sesenta años y ha dirigido el desarrollo de métodos de amplificación del ADN. |
La primera evidencia de la existencia de una actividad enzimática capaz de sintetizar ADN se produjo en 1958 con el descubrimiento de E. coli Pol I por A. Kornberg y sus colegas. Desde entonces, se cree que las ADN polimerasas requieren un cebador preexistente que proporcione un resto hidroxilo para anclar el nucleótido entrante. Este requisito, a menudo denominado "regla de la cartilla", ha sido un dogma en el campo durante casi sesenta años y ha dirigido el desarrollo de métodos de amplificación del ADN. |
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En 1991 [[Margarita Salas]], a su vuelta a España tras haber estado trabajando con [[Severo Ochoa]] en Nueva York, descubrió una proteína terminal unida al ADN del fago phi 29, que demostraba que no siempre la síntesis de ADN se inicia con la formación de un ''primer'', un cebador, de [[Ácido ribonucleico|ARN]], puesto que esta función es ejercida por la mencionada proteína |
En 1991 [[Margarita Salas]], a su vuelta a España tras haber estado trabajando con [[Severo Ochoa]] en Nueva York, descubrió una proteína terminal unida al ADN del fago phi 29<ref>{{Cita publicación|url=http://dx.doi.org/10.1146/annurev.bi.60.070191.000351|título=Protein-Priming of DNA Replication|apellidos=Salas|nombre=Margarita|fecha=1991-06|publicación=Annual Review of Biochemistry|volumen=60|número=1|páginas=39–71|fechaacceso=2020-11-05|issn=0066-4154|doi=10.1146/annurev.bi.60.070191.000351}}</ref>, que demostraba que no siempre la síntesis de ADN se inicia con la formación de un ''primer'', un cebador, de [[Ácido ribonucleico|ARN]], puesto que esta función es ejercida por la mencionada proteína<ref>{{Cita publicación|url=http://emboj.embopress.org/cgi/doi/10.1093/emboj/16.9.2519|título=Protein-primed DNA replication: a transition between two modes of priming by a unique DNA polymerase|apellidos=Méndez|nombre=Juan|apellidos2=Blanco|nombre2=Luis|fecha=1997-05-01|publicación=The EMBO Journal|volumen=16|número=9|páginas=2519–2527|fechaacceso=2020-11-05|idioma=en|doi=10.1093/emboj/16.9.2519|pmc=PMC1169851|pmid=9171364|apellidos3=Salas|nombre3=Margarita}}</ref>. Posteriormente, se ha visto que este mecanismo no es exclusivo de este bacteriófago, sino que es un mecanismo que se produce también en virus y en plásmidos<ref>{{Cita libro|título=Microbial Linear Plasmids|url=http://link.springer.com/10.1007/7171_2007_095|editorial=Springer Berlin Heidelberg|fecha=2007|fechaacceso=2020-11-05|isbn=978-3-540-72024-9|páginas=187–226|volumen=7|doi=10.1007/7171_2007_095|idioma=en|nombre=Roland|apellidos=Klassen|nombre2=Friedhelm|apellidos2=Meinhardt|nombre-editor=Friedhelm|apellido-editor=Meinhardt}}</ref>. |
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Posteriormente se analizó este tipo de replicación mediante el estudio de los [[Tectiviridae|Tectivirus]] Bam35 que infectaban bacterias gram-positivas. Descubrieron que el ADN del virus se podía replicar utilizando una DNA polimerasa y una proteína terminal (TP) que iniciaba la replicación y se mantenía unida al ADN mediante enlace covalente. Además, diferentes estudios han confirmado que este tipo de replicación iniciado por proteínas también se da en [[Plásmido|plásmidos]] eucariotas.<ref>{{Cita publicación|url=https://academic.oup.com/nar/article-lookup/doi/10.1093/nar/gkw673|título=Disclosing early steps of protein-primed genome replication of the Gram-positive tectivirus Bam35|apellidos=Berjón-Otero|nombre=Mónica|apellidos2=Villar|nombre2=Laurentino|fecha=2016-07-27|publicación=Nucleic Acids Research|páginas=gkw673|fechaacceso=2020-11-05|idioma=en|issn=0305-1048|doi=10.1093/nar/gkw673|pmc=PMC5175343|pmid=27466389|apellidos3=Salas|nombre3=Margarita|apellidos4=Redrejo-Rodríguez|nombre4=Modesto}}</ref> |
Posteriormente se analizó este tipo de replicación mediante el estudio de los [[Tectiviridae|Tectivirus]] Bam35 que infectaban bacterias gram-positivas. Descubrieron que el ADN del virus se podía replicar utilizando una DNA polimerasa y una proteína terminal (TP) que iniciaba la replicación y se mantenía unida al ADN mediante enlace covalente. Además, diferentes estudios han confirmado que este tipo de replicación iniciado por proteínas también se da en [[Plásmido|plásmidos]] eucariotas.<ref>{{Cita publicación|url=https://academic.oup.com/nar/article-lookup/doi/10.1093/nar/gkw673|título=Disclosing early steps of protein-primed genome replication of the Gram-positive tectivirus Bam35|apellidos=Berjón-Otero|nombre=Mónica|apellidos2=Villar|nombre2=Laurentino|fecha=2016-07-27|publicación=Nucleic Acids Research|páginas=gkw673|fechaacceso=2020-11-05|idioma=en|issn=0305-1048|doi=10.1093/nar/gkw673|pmc=PMC5175343|pmid=27466389|apellidos3=Salas|nombre3=Margarita|apellidos4=Redrejo-Rodríguez|nombre4=Modesto}}</ref> |
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Recientemente, se han descubierto genes que codifican pPolBs en el genoma de varias familias de MGE (Mobile Genetic Elements, fragmentos de ADN que codifican elementos determinantes de resistencia viral). En concreto, se ha visto que hay una familia de PolBs codificadas por MGE a las que se ha denominado piPolBs, presentes en bacterias y mitocondrias, que son capaces de sintetizar ADN ''de novo'', sin necesidad proteína terminal o nucloeótidos iniciadores, lo cual no se había visto previamente en ningún otro grupo de polimerasas B |
Recientemente, se han descubierto genes que codifican pPolBs en el genoma de varias familias de MGE (Mobile Genetic Elements, fragmentos de ADN que codifican elementos determinantes de resistencia viral). En concreto, se ha visto que hay una familia de PolBs codificadas por MGE a las que se ha denominado piPolBs, presentes en bacterias y mitocondrias, que son capaces de sintetizar ADN ''de novo'', sin necesidad proteína terminal o nucloeótidos iniciadores, lo cual no se había visto previamente en ningún otro grupo de polimerasas B<ref>{{Cita publicación|url=https://doi.org/10.1016/j.celrep.2017.10.039|título=Primer-Independent DNA Synthesis by a Family B DNA Polymerase from Self-Replicating Mobile Genetic Elements|apellidos=Redrejo-Rodríguez|nombre=Modesto|apellidos2=Ordóñez|nombre2=Carlos D.|fecha=2017-11|publicación=Cell Reports|volumen=21|número=6|páginas=1574–1587|fechaacceso=2020-11-05|issn=2211-1247|doi=10.1016/j.celrep.2017.10.039|pmc=PMC5695915|pmid=29117562|apellidos3=Berjón-Otero|nombre3=Mónica|apellidos4=Moreno-González|nombre4=Juan|apellidos5=Aparicio-Maldonado|nombre5=Cristian|apellidos6=Forterre|nombre6=Patrick|apellidos7=Salas|nombre7=Margarita|apellidos8=Krupovic|nombre8=Mart}}</ref>. |
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Estas piPolBs podrían usarse para desarrollar nuevas aplicaciones de amplificación genómica sin la necesidad de usar primers externos o factores proteicos, además de poder ser de gran utilidad en el campo de la biotecnología.<!--❗ Esta sección es para páginas web oficiales. Si no existen, bórralo abajo.--> |
Estas piPolBs podrían usarse para desarrollar nuevas aplicaciones de amplificación genómica sin la necesidad de usar primers externos o factores proteicos, además de poder ser de gran utilidad en el campo de la biotecnología.<!--❗ Esta sección es para páginas web oficiales. Si no existen, bórralo abajo.--> |
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Revisión del 10:11 5 nov 2020
Las polimerasas B independientes de primer (primer-independent PolB (PiPol B)) son un subtipo de la familia de las ADN polimerasas tipo B, que se han descubierto recientemente por un equipo de investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC). Son enzimas que intervienen en el proceso de replicación del ADN y tienen un papel esencial en el mantenimiento de la integridad del genoma durante la replicación y reparación de ADN. Las PiPolB vienen codificadas por unos elementos denominados pipolins, que se encuentran en el genoma de varias bacterias y también en los plásmidos circulares de mitocondrias.
Lo interesante de este tipo de este nuevo grupo de proteínas, es que, a diferencia de sus análogas ya conocidas (polimerasas de familias A, B, C, D, X y RT) no requieren un iniciador o primer, pueden comenzar la copia de ADN sin necesidad de este. Es decir, las piPolB tienen capacidad de ADN primasa, una enzima especializada que hace de iniciador.
Función y mecanismo de actuación
Las ADN polimerasas de la familia B (PolB) son de gran importancia durante la replicación de los cromosomas virales y celulares. La reciente identificación y caracterización de un tercer grupo de ADN polimerasas de la familia B (PolB), además de los dos grupos conocidos hasta ahora como PolB cebados con ARN (rPolB) y cebados con proteínas (pPolB). Como se muestra en la siguiente imagen, este hallazgo revela un mecanismo alternativo para el inicio de la replicación del ADN. Este se trata de un nexo entre los anteriormente conocidos, PolB, cebados con proteínas y con ARN/ADN.
Los PiPolB están codificados por elementos genéticos móviles muy diversos, pipolinas, integrados en los genomas de diversas bacterias y también presentes como plásmidos circulares en las mitocondrias. La caracterización bioquímica refleja que piPolB presenta una actividad de polimerización de ADN eficiente que es capaz utilizar plantillas dañadas y no dañadas, además está dotado de capacidad de corrección de pruebas y desplazamiento de hebras. Sorprendentemente, la proteína también es capaz de síntesis de ADN de novo dependiente de la plantilla, es decir, actividad de cebador de ADN, lo que acaba así con el dogma de larga data de que las ADN polimerasas replicativas requieren un cebador preexistente para la síntesis de ADN.
De esta manera, piPolBs están involucrados en la autorreplicación de pipolinas y también pueden contribuir a la tolerancia al daño del ADN bacteriano. Por lo que es un ADN polimerasa con actividad de polimerización de ADN de plantilla independiente de cebador, actividad de polimerización de ADN dependiente de cebador con desplazamiento de cadena, además presenta actividad de síntesis de translesión a través del daño de bases no voluminosas, actividad de exodesoxirribonucleasa 3'-5 'y actividad de síntesis de cebador de novo.
Família y clasificación
Estudios y descubrimiento
La primera evidencia de la existencia de una actividad enzimática capaz de sintetizar ADN se produjo en 1958 con el descubrimiento de E. coli Pol I por A. Kornberg y sus colegas. Desde entonces, se cree que las ADN polimerasas requieren un cebador preexistente que proporcione un resto hidroxilo para anclar el nucleótido entrante. Este requisito, a menudo denominado "regla de la cartilla", ha sido un dogma en el campo durante casi sesenta años y ha dirigido el desarrollo de métodos de amplificación del ADN.
En 1991 Margarita Salas, a su vuelta a España tras haber estado trabajando con Severo Ochoa en Nueva York, descubrió una proteína terminal unida al ADN del fago phi 29[1], que demostraba que no siempre la síntesis de ADN se inicia con la formación de un primer, un cebador, de ARN, puesto que esta función es ejercida por la mencionada proteína[2]. Posteriormente, se ha visto que este mecanismo no es exclusivo de este bacteriófago, sino que es un mecanismo que se produce también en virus y en plásmidos[3].
Posteriormente se analizó este tipo de replicación mediante el estudio de los Tectivirus Bam35 que infectaban bacterias gram-positivas. Descubrieron que el ADN del virus se podía replicar utilizando una DNA polimerasa y una proteína terminal (TP) que iniciaba la replicación y se mantenía unida al ADN mediante enlace covalente. Además, diferentes estudios han confirmado que este tipo de replicación iniciado por proteínas también se da en plásmidos eucariotas.[4]
Recientemente, se han descubierto genes que codifican pPolBs en el genoma de varias familias de MGE (Mobile Genetic Elements, fragmentos de ADN que codifican elementos determinantes de resistencia viral). En concreto, se ha visto que hay una familia de PolBs codificadas por MGE a las que se ha denominado piPolBs, presentes en bacterias y mitocondrias, que son capaces de sintetizar ADN de novo, sin necesidad proteína terminal o nucloeótidos iniciadores, lo cual no se había visto previamente en ningún otro grupo de polimerasas B[5].
Estas piPolBs podrían usarse para desarrollar nuevas aplicaciones de amplificación genómica sin la necesidad de usar primers externos o factores proteicos, además de poder ser de gran utilidad en el campo de la biotecnología.
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Datos: Q101210098
.svg){kind=small}
- ↑ Salas, Margarita (1991-06). «Protein-Priming of DNA Replication». Annual Review of Biochemistry 60 (1): 39-71. ISSN 0066-4154. doi:10.1146/annurev.bi.60.070191.000351. Consultado el 5 de noviembre de 2020.
- ↑ Méndez, Juan; Blanco, Luis; Salas, Margarita (1 de mayo de 1997). «Protein-primed DNA replication: a transition between two modes of priming by a unique DNA polymerase». The EMBO Journal (en inglés) 16 (9): 2519-2527. PMC 1169851. PMID 9171364. doi:10.1093/emboj/16.9.2519. Consultado el 5 de noviembre de 2020.
- ↑ Klassen, Roland; Meinhardt, Friedhelm (2007). Meinhardt, Friedhelm, ed. Microbial Linear Plasmids (en inglés) 7. Springer Berlin Heidelberg. pp. 187-226. ISBN 978-3-540-72024-9. doi:10.1007/7171_2007_095. Consultado el 5 de noviembre de 2020.
- ↑ Berjón-Otero, Mónica; Villar, Laurentino; Salas, Margarita; Redrejo-Rodríguez, Modesto (27 de julio de 2016). «Disclosing early steps of protein-primed genome replication of the Gram-positive tectivirus Bam35». Nucleic Acids Research (en inglés): gkw673. ISSN 0305-1048. PMC 5175343. PMID 27466389. doi:10.1093/nar/gkw673. Consultado el 5 de noviembre de 2020.
- ↑ Redrejo-Rodríguez, Modesto; Ordóñez, Carlos D.; Berjón-Otero, Mónica; Moreno-González, Juan; Aparicio-Maldonado, Cristian; Forterre, Patrick; Salas, Margarita; Krupovic, Mart (2017-11). «Primer-Independent DNA Synthesis by a Family B DNA Polymerase from Self-Replicating Mobile Genetic Elements». Cell Reports 21 (6): 1574-1587. ISSN 2211-1247. PMC 5695915. PMID 29117562. doi:10.1016/j.celrep.2017.10.039. Consultado el 5 de noviembre de 2020.