Los investigadores han proporcionado nuevos conocimientos sobre el mecanismo subyacente al control de la expresión génica en todos los organismos vivos, según un estudio publicado hoy en eLife .
Los hallazgos, informados por primera vez en bioRxiv, podrían finalmente mejorar nuestra comprensión de cómo ciertos medicamentos antibacterianos actúan contra la enzima ARN polimerasa RNAP en el tratamiento de afecciones como las infecciones por Clostridium difficile y la tuberculosis.
La expresión genética ocurre cuando la información contenida en el ADN se usa para producir productos genéticos funcionales como proteínas y otras moléculas. El proceso tiene dos etapas. En la primera etapa, llamada transcripción, el RNAP lee la información en una hebra del ADN, queluego se copia en una nueva molécula de ácido ribonucleico mensajero ARNm. En la segunda etapa, la molécula pasa a ser procesada o traducida.
Sin embargo, para ayudar a controlar los niveles de expresión génica, la pausa transcripcional por RNAP puede ocurrir entre las dos etapas, proporcionando una especie de 'obstáculo' donde la transcripción puede terminarse o modularse.
"Una secuencia de pausa de consenso que actúa sobre los RNAP en todos los organismos, desde bacterias hasta mamíferos, detiene la enzima en un estado de pausa elemental del que pueden surgir pausas de mayor duración", explica el autor principal Robert Landick, profesor de bioquímica Charles Yanofsky yBacteriología en la Universidad de Wisconsin-Madison, EE. UU. "Como el mecanismo fundamental de esta pausa elemental no está bien definido, decidimos explorar esto utilizando una variedad de enfoques bioquímicos y biofísicos".
Los análisis del equipo revelaron primero que el proceso de pausa elemental involucra a varios actores biológicos, que juntos crean una barrera para evitar el escape de los estados de pausa. El proceso también causa un cambio conformacional modesto que hace que RNAP 'tropiece' en la alimentación de ADN en su centro de reacción, evitando temporalmente que produzca ARN.
"También encontramos que la pausa transcripcional hace que el RNAP afloje su agarre y retroceda en el ADN mientras está en pausa", dice Landick. "Juntos, estos resultados proporcionan un marco para comprender cómo el proceso es controlado por ciertas condiciones y reguladores dentro de las células".
Agrega que estos conocimientos podrían ayudar en los esfuerzos futuros para diseñar genes sintéticos, por ejemplo, para dirigir el comportamiento de pausa de RNAP de una manera que produzca los resultados deseados de los genes. También podría ayudar a comprender cómo ciertos medicamentos, conocidos como inhibidores de RNAP, apuntar a la enzima.
"Por ahora, nos gustaría intentar generar estructuras de complejos de transcripción en pausa obtenidos en una serie de intervalos de tiempo", concluye Landick. "Esto nos permitiría ver exactamente cómo se mueven las partes de la enzima cuando entra y sale delestado de pausa. "
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Materiales proporcionado por eLife . Nota: el contenido puede editarse por estilo y longitud.
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