Descubren un grupo de ADN polimerasas con capacidad de iniciar y replicar el ADN

La mayoría de las ADN polimerasas pueden replicar el ADN pero necesitan otra proteína para iniciar la nueva cadena

08.11.2017 - España

Un equipo internacional de investigadores liderado por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha descubierto un nuevo grupo de ADN polimerasa de la familia B. Este nuevo grupo de proteínas, denominadas piPoIB, son capaces de comenzar la copia de ADN sin necesidad de un primer o iniciador para añadir nucleótidos, las letras que contienen la información genética. El trabajo se publica en Cell Reports.

Las ADN polimerasas son enzimas, celulares o virales, que intervienen en el proceso de replicación del ADN. Desde el descubrimiento de la primera ADN polimerasa, hace 60 años, se han descrito multitud de ellas (existen siete familias: A, B, C, D, X, Y y RT) con diferentes propiedades bioquímicas. “Todos los miembros de las familias son capaces de copiar el ADN molde pero requieren un iniciador, que puede proceder de otra proteína o un fragmento de ADN o de ARN preexistente, para añadir nucleótidos”, asegura Modesto Redrejo, investigador del CSIC en el Centro de Biología Molecular Severo Ochoa, centro mixto del CSIC y la Universidad Autónoma de Madrid.

La familia B está formada por ADN polimerasas que copian el ADN con gran eficacia y fidelidad y son esenciales para la replicación de la información genética en la mayoría de los organismos, desde bacterias hasta humanos. “Hemos descubierto que las piPoIB no necesitan de un iniciador para anclar nuevos nucleótidos. Este grupo de proteínas tiene su propio elemento genético móvil autorreplicativo, que hemos denominado pipolin”, apunta el investigador del CSIC. Los pipolins son los primeros elementos móviles autorreplicativos ampliamente distribuidos en bacterias. Este tipo de elementos móviles, ya se habían descrito previamente en eucariotas y en arqueas, pero nunca en bacterias. Estas propiedades han llevado a los científicos a presentar una solicitud de patente europea.

Es decir, piPoIB tiene capacidad ADN primasa, una enzima especializada que hace de iniciador. “Aunque ya se habían descrito con anterioridad ADN primasas con doble capacidad primasa-polimerasa, éste es el primer caso de una ADN polimerasa con capacidad de iniciar la síntesis de la nueva cadena. Esto las convierte en proteínas muy eficientes en la síntesis de ADN y aseguran una copia fiel de la información”, apunta Redrejo.

La capacidad de copiar ADN sin la necesidad de iniciador puede ser de utilidad para amplificar el ADN con múltiples aplicaciones. Como reconoce Margarita Salas, investigadora ad honorem del CSIC y participante en el estudio: “Estas propiedades inesperadas suponen un nuevo mecanismo de replicación de material genético que, por su simplicidad y eficacia, pueden constituir una prometedora herramienta biotecnológica”.

“El papel biológico del nuevo grupo de ADN polimerasas hallado y los pipolins puede ser de gran importancia en el terreno sanitario ya que están presentes en bacterias como Escherichia coli o Staphylococcus aureus y podría ofrecer claves sobre ciertos mecanismos de resistencia y persistencia de éstas a los antibióticos”, añade Salas. Este trabajo es resultado del proyecto NewPols4Biotech, del programa ComFuturo, y ha contado con la participación de investigadores del Instituto Pasteur, de París (Francia).

Publicación original

Modesto Redrejo-Rodríguez, Carlos D. Ordóñez, Mónica Berjón-Otero, Juan Moreno-González, Cristian Aparicio-Maldonado, Patrick Forterre, Margarita Salas y Mart Krupovic. "Primer-independent DNA synthesis by a family B DNA polymerase from self replicating mobile genetic elements." Cell Reports.

https://www.quimica.es/noticias/165766/descubren-un-grupo-de-adn-polimerasas-con-capacidad-de-iniciar-y-replicar-el-adn.html