Los científicos han demostrado por primera vez que una enzima crucial para mantener nuestro sistema inmunológico saludable "navega" a lo largo de las hebras de ADN dentro de nuestras células.
Los investigadores utilizaron una microscopía extremadamente poderosa para observar cómo la AID enzimática desoxicitidina desaminasa inducida por activación se mueve e interactúa con otras moléculas.
Pudieron ver que atrapa un viaje gratis en la parte superior de otra enzima, que tiene su propio motor. "Hasta ahora, nadie había demostrado que una enzima pueda viajar en la parte superior de una enzima motora", dice David Ruedaquien dirige el grupo Single Molecule Imaging en el Centro de Ciencias Clínicas de MRC en el Imperial College, y quien dirigió el equipo cuya investigación se publica en Comunicaciones de la naturaleza .
AID ayuda a nuestro sistema inmunitario a reconocer y responder a patógenos como bacterias y virus. Cada cepa de patógeno tiene un patrón único de moléculas en su superficie. Estas moléculas vienen en todas las formas y tamaños, para que el sistema inmunitario pueda distinguir entrediferentes patógenos
Pequeñas proteínas llamadas anticuerpos se unen a estas moléculas. Una vez unidos, los anticuerpos actúan como una guía para el sistema inmune marcando patógenos para su destrucción. Pero cada anticuerpo se une solo a una forma particular. Para responder a nuevos patógenos, nuestros cuerpos debenconstantemente crea nuevos anticuerpos con nuevas formas. Aquí es donde entra la AID.
Cuando las células inmunes producen anticuerpos, primero deben hacer una copia del gen, o sección de ADN, que contiene información sobre cómo hacer un anticuerpo. La AID realiza cambios sutiles, o mutaciones, en esta sección de ADN en lugares aleatorios.Algunas de estas mutaciones aleatorias darán como resultado la producción de anticuerpos que "se ajustan" a las formas de los patógenos.
Para mutar el ADN, los científicos sabían que la AID primero debía moverse a la posición en el filamento, pero no sabían cómo sucedió esto. El equipo de Rueda es el primero en observar sus movimientos en tiempo real.
Los nuevos hallazgos muestran que la AID se dirige hacia la cadena de ADN cuando comienza la producción de anticuerpos. En este paso inicial, el ADN es copiado por una enzima, llamada polimerasa, que extrae energía de su motor para moverse a lo largo de la cadena.
A medida que la polimerasa se mueve, forma una burbuja y el AID navega en esta burbuja como un surfista monta una ola. Se mueven juntos, y durante este tiempo el AID produce mutaciones aleatorias en el ADN. Eventualmente, el AID hace que la polimerasa se detenga y, como unsurfista en una ola que ha llegado a la orilla, la AID y la polimerasa se detienen y se caen o se alejan del hilo.
"Lo interesante es que la polimerasa tiene un motor que le permite moverse en una dirección, pero AID no lo hace, por lo que AID aprovecha el motor de la polimerasa para seguirla", dice Rueda. "No sabemos todos losdetalles moleculares del mecanismo todavía, pero hemos demostrado que la AID sigue a la polimerasa, y que así es como va de un lado del ADN a otro ".
La técnica de microscopía utilizada por el equipo se llama transferencia de energía de resonancia de fluorescencia de molécula única, o smFRET. Esto les permitió ver exactamente lo que estaba haciendo la molécula AID en cualquier momento dado. Aunque smFRET se desarrolló hace casi dos décadas, el equipoes el primero en usarlo para explorar cómo la AID se maniobra para colocarse en una cadena de ADN.
En ocasiones, la AID muta el ADN en el lugar equivocado o en el momento equivocado, y esto puede contribuir al desarrollo de una variedad de cánceres, incluidos el de mama, colon y pulmón. Según Rueda, si los científicos pueden averiguar mássobre el SIDA y lo que sucede cuando sale mal, pueden desarrollar enfoques para controlar su acción, y esto algún día puede ayudar a desarrollar nuevos tratamientos para este tipo de cáncer.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Centro de Ciencias Clínicas MRC / Facultad de Medicina del Instituto de Ciencias Clínicas ICS, Imperial Coll . Original escrito por Deborah Oakley. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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