Las bacterias causan muchas enfermedades graves, desde intoxicaciones alimentarias hasta neumonía. El desafío para los científicos es que las bacterias que causan enfermedades son extraordinariamente resistentes. Por ejemplo, cuando a las bacterias les gusta Escherichia coli E. coli sufren hambre, reorganizan masivamente su ADN bacteriano, lo que les permite sobrevivir a condiciones estresantes.
Para lograr esta hazaña y aumentar sus posibilidades de supervivencia, las cepas de E. coli aumentan drásticamente la cantidad de una proteína llamada Dps, que compacta el ADN bacteriano en un complejo denso similar a un cristal y lo protege de daños.investigaciones anteriores indicaron que el Dps es lo que protege a las bacterias de sucumbir a la inanición y otros factores estresantes, los investigadores no sabían cómo funcionaba esta proteína especial.
en un nuevo artículo publicado en celda , Anne Meyer, profesora asociada de biología en la Universidad de Rochester, junto con Elio Abbondanzieri, investigador asociado, y otros colegas, describen algunas de las características únicas de Dps que ayudan a las bacterias a sobrevivir condiciones estresantes. Su investigación puede ayudar a liderara antibióticos más específicos y otras terapias con medicamentos.
Las 'recetas' dentro de las celdas
Imagina que cada una de las hebras de ADN en tus células son recetas individuales. Para hacer el cabello, debes sacar la tarjeta de recetas para el cabello. Para digerir tu comida, debes seguir la tarjeta de recetas de digestión y expresar los "ingredientes" del gen enSin embargo, cuando estás cocinando, no quieres tener todas tus recetas en la cocina a la vez, por lo que las proteges guardándolas en una caja de recetas y sacando las que necesitas en este momento..
Las células en organismos superiores como plantas y animales no contienen Dps. Sin embargo, hacen algo similar, según Abbondanzieri. "Empacan y compactan porciones de sus genomas cuando no los necesitan, como recetas guardadas en una caja. La compactación puede ayudar a proteger el ADN de daños porque el ADN está 'sellado' del resto del citoplasma ".
Siempre que el ADN se compacta en organismos superiores, es menos probable que se expresen los genes compactados. Los investigadores pensaron que verían el mismo efecto en las bacterias, un organismo inferior, cuando Dps compacta el ADN bacteriano.
"Como sabemos que Dps compacta el ADN bacteriano, pensamos que sería muy probable que esta compactación provocara un gran cambio en los genes que se expresan", dice Meyer.
"Pero no vemos eso".
Un resultado inesperado
Si bien Dps compactó el ADN bacteriano, la compactación no tuvo ningún efecto sobre la expresión de los genes. La enzima que expresa o transcribe genes, la ARN polimerasa RNAP, pudo unirse al ADN y expresargenes igualmente bien si el ADN fue condensado por Dps o no durante momentos de estrés.
"Las bacterias son diferentes de lo que hemos visto en organismos superiores porque sus 'recetas' todavía se pueden leer, incluso cuando están en la caja de recetas", dice Meyer. "Es decir, todavía se pueden expresar, incluso cuandoestán compactadas y protegidas. E. coli es el primer ejemplo de bacteria en el que vemos una fuerte compactación sin cambios en la expresión génica ".
¿Cuál es, entonces, el papel principal de Dps, si la expresión génica se conserva tanto si el ADN bacteriano está compactado como si no?
Los investigadores observaron que, si bien RNAP todavía tenía acceso completo al ADN compactado con Dps, otras proteínas que podían cortar y dañar el ADN estaban completamente bloqueadas. Por lo tanto, teorizan que Dps puede condensar el ADN bacteriano para evitar que el ADN se rompa o mute., sin dejar de permitir que la bacteria exprese genes que la ayudan a combatir condiciones estresantes.
Si este es el caso, la acción protectora del Dps se ve reforzada por los efectos localizados cuando se une al ADN. Por ejemplo, el Dps puede neutralizar el hierro, un elemento que causa un daño extenso al ADN.
Antibióticos dirigidos y terapias farmacológicas
Reconocer los efectos del Dps podría conducir al desarrollo de antibióticos más específicos.
"Muchas bacterias patógenas, incluidas las responsables de la intoxicación alimentaria, las infecciones del tracto urinario y la enfermedad de Crohn, dependen del Dps para sobrevivir en sus huéspedes", dice Meyer.necesita bloquear directamente su unión al ADN o la oxidación del hierro ".
Meyer también señala que la investigación podría conducir a terapias nuevas y radicales que empleen Dps como escudo para proteger el ADN humano en entornos de alto estrés, como áreas con altos niveles de radiación.
¿Se podría usar Dps en humanos u otros organismos superiores para proteger el ADN y al mismo tiempo permitirle llevar a cabo sus otras funciones?
Dice Meyer: "No tengo idea de si esto funcionaría, pero creo que sería muy interesante probarlo en un laboratorio".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Rochester . Original escrito por Lindsey Valich. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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