Lunes, 06 Julio 2020 11:52

Bad: una nueva enzima capaz de desenrollar y degradar el ADN a gran velocidad

Empleando las pinzas magnéticas podemos estudiar en detalle el mecanismo mediante el que la helicasa-nucleasa Bad desenrolla la doble hélice de ADN Empleando las pinzas magnéticas podemos estudiar en detalle el mecanismo mediante el que la helicasa-nucleasa Bad desenrolla la doble hélice de ADN Clara Aicart, CNB-CSIC
  • En eucariotas, proteínas reparadoras del ADN como DNA2, tienen la capacidad de abrir y cortar la doble hélice
  • Ahora, se ha identificado en bacterias una proteína homóloga a DNA2 llamada Bad que forma lazos de cadena sencilla en el ADN que abre y degrada

El genoma de cada célula está sometido a miles de alteraciones diarias que podrían tener consecuencias nefastas como la muerte celular o la degeneración en una célula tumoral. En los procesos de reparación del ADN participan numerosas proteínas reparadoras que evitan la acumulación de esos daños. Una de estas enzimas esenciales implicadas en la replicación y reparación del ADN en células eucariotas es DNA2 la cual tiene la capacidad tanto de abrir la doble cadena de ADN como de cortarlo de una forma muy particular. En este caso la región de la proteína que corta el ADN se encuentra por delante de la que separa las cadenas y esto genera una paradoja a la hora de describir el funcionamiento de la proteína.

Hasta la fecha se creía que proteínas como DNA2 estaban presentes de manera exclusiva en organismos eucariotas. Sin embargo, la colaboración entre los grupos de Fernando Moreno-Herrero en el CNB-CSIC  y de Mark Dillingham en la Universidad de Bristol han identificado enzimas similares en bastantes géneros de bacterias. En este trabajo, que se publica en la revista Nucleic Acids Research, se ha identificado una nueva enzima similar a DNA2: Bad (bacterial DNA2-like) en el microorganismo Geobacillus stearothermophilus. 

Carolina Carrasco, investigadora del CNB-CSIC, destaca la utilidad de técnicas de análisis de molécula única como las pinzas magnéticas “para estudiar cómo Bad recorre el ADN, las pausas y retrocesos que realiza así como la velocidad a la que lo hace”. “Uno de los descubrimientos más llamativos es que Bad es una enzima tremendamente rápida capaz de moverse por el ADNa una velocidad de 200 pares de bases por segundoa lo largo de 4000 pares de bases a temperatura ambiente sin perder su unión al ADN que desenrolla”. Clara Aicart, colaboradora en el trabajo remarca que durante el proceso, Bad se engancha a la hebra complementaria del ADN, de modo que se va formando un lazo de ADN de cadena sencilla, una característica emergente de algunas helicasas procesivas, que podría servir para ayudar a mantener  la hélice desenrollada y facilitar procesos de reparación por recombinación homóloga.

La enzima Bad bacteriana supondrá un excelente sistema modelo para estudiar y entender las propiedades bioquímicas de otras enzimas similares a DNA2 así como de proteínas motoras cuya actividad conlleva la formación de lazos en el ADN empleando técnicas de molécula única.

Respecto a su función fisiológica, no parece probable que su papel sea exactamente el mismo al de DNA2. Una de las hipótesis que se baraja es que Bad sea una subunidad de una nueva clase de enzimas de restricción que podrían desenrollar y degradar el ADN de manera simultánea.

Más información:

Bulk and single molecule analysis of a bacterial DNA2-like helicase nuclease reveals a single-stranded DNA looping motor. Wilkinson OJ, Carrasco C, Aicart-Ramos C, Moreno-Herrero F, Dillingham MS. Nucleic Acid Res 2020 DOI: 10.1093/nar/gkaa562 10.1093/nar/gkaa562

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