¿Cuánto tiempo se unen las proteínas? – Ciencia diaria
En un artículo de la revista científica Ciencias, Los investigadores de la Universidad de Uppsala muestran cómo una proteína de unión al ADN puede buscar en todo el genoma su secuencia objetivo sin ser bloqueada en el camino. El resultado contradice nuestra comprensión actual de la regulación génica: el código genético afecta la frecuencia con la que se unen las proteínas, pero no por cuánto tiempo.
A lo largo de la vida de un organismo, su genoma cambia muy poco. Lo que cambia constantemente son las proteínas que produce la célula en respuesta a daños, cambios en el medio ambiente o etapas del ciclo reproductivo. La producción de proteínas está regulada por proteínas de unión al ADN que han desarrollado la capacidad de activar o desactivar varios genes. Dado que el entorno puede cambiar rápidamente, la adaptación rápida es clave. Las proteínas de unión al ADN tienen que encontrar el código de ADN correcto entre millones de pares de bases y lo hacen rápido.
Cuando las proteínas de unión al ADN buscan el código genético para su secuencia objetivo, se deslizan por la hélice del ADN para acelerar el proceso. Cuando finalmente encuentran el lugar correcto, se quedan allí; la interacción con la secuencia «correcta» les impide desplazarse. Este mecanismo ha sido ampliamente aceptado para describir el proceso de investigación. Es una hipótesis interesante, sí, pero presenta un problema problemático: el código de ADN está lleno de secuencias «casi correctas». Si el tiempo que una proteína reside en un motivo de ADN en particular estuviera determinado por la secuencia, las proteínas de búsqueda permanecerían constantemente en secuencias que se asemejan a su objetivo.
«Si la explicación del libro de texto fuera correcta, las proteínas de unión al ADN siempre permanecerían fuera del objetivo. La regulación genética sería muy ineficaz, pero sabemos por estudios anteriores que este no es el caso. Nuestra proteína favorita, LacI, encuentra su secuencia objetivo entre 4,6 millones pares de bases en minutos”, dice Emil Marklund, uno de los investigadores detrás del descubrimiento.
En un intento por resolver esta paradoja, los investigadores permitieron que la proteína LacI que se une al ADN fluyera de un lado a otro en miles de secuencias de ADN diferentes montadas en un microchip. A la proteína LacI se unió una molécula fluorescente que permitió medir la velocidad de adhesión de LacI a las diferentes secuencias y la velocidad de liberación. El resultado fue sorprendente. Contradiciendo hipótesis previas, la secuencia de ADN tuvo poco efecto sobre cuánto tiempo permaneció LacI unido al ADN. Sin embargo, era mucho más probable que el deslizamiento de LacI se retuviera brevemente cuando la secuencia era similar a la secuencia objetivo. En otras palabras, las proteínas de unión al ADN a menudo también abandonan la secuencia que pretenden regular, pero en el sitio de destino siempre hacen un viaje muy corto antes de encontrar el camino de regreso. En la escala de tiempo macroscópica, esto parece ser una interacción estable.
«Nuestro hallazgo, que las proteínas de unión al ADN se unen a menudo en lugar de de manera prolongada, explica cómo LacI puede deslizar la secuencia de ADN en busca de su objetivo sin ser retenido innecesariamente. LacI regula la absorción de lactosa en las bacterias, pero por supuesto es solo un problema». que los cientos de factores de transcripción diferentes que regulan nuestros genes actúan según un principio similar”, dice Johan Elf, profesor del Departamento de Biología Celular y Molecular de la Universidad de Uppsala y la infraestructura de investigación nacional SciLifeLab.
Fuente de la historia:
Materiales proporcionados por Universidad Upsala. Original escrito por Linda Koffmar. Nota: El contenido se puede cambiar por estilo y longitud.