Caracterización funcional del MLA de una helicasa tipo RECQ en Ustilago Maydis
Date
2004
Authors
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Publisher
Benemérita Universidad Autónoma de Puebla
Abstract
Las helicasas forman parte de complejos esenciales para el metabolismo del DNA durante la replicación y la transcripción. Su papel en estos complejos es el de proveer una función motriz que permita la desunión del dúplex y el avance de la maquinaria requerida en el proceso (Matson et al., 1993; Lohman et al., 1996). Las helicasas unen un 5'-nucleosido trifosfato (NTP) y utilizan la energía liberada de la hidrólisis del NTP, para romper los puentes de hidrógeno formados entre las bases complementarias del dúplex (figura 1b y 1c) (Matson et al., 1993; Lohman et al., 1996). Estas enzimas están distribuidas ampliamente en todos los organismos, se han aislado desde en bacteriófagos hasta eucariotes superiores, lo cual nos indica que los mecanismos en los que participan están muy conservados en la naturaleza (Schimid et al., 1992). Las helicasas son ubicuas y se puede encontrar una variedad de estas enzimas en cada célula. Todas catalizan la misma reacción básica, pero poseen especificidad diferente y forman parte de diferentes complejos moleculares (Matson et al., 1993; Egelman et al., 1995; Soultanas y Wigley, 2000).
El alineamiento de la secuencia primaria de varias helicasas mostró que pueden tener hasta siete motivos altamente conservados, los cuales son designados como: I, Ia, II, III, IV y VI (figura 1a) (Gorbalenya et al., 1989). En todas las helicasas se han encontrado los dominios I y II, que corresponden a los sitios Walker A y Walker B respectivamente (Gorbalenya et al, 1989; Schmid et al., 1992) que están relacionados con la unión de los NTPs. El sitio Walker A tiene la secuencia aminoacidica consenso GxGxGK(T/S) (donde x puede ser cualquier aminoácido), y sus aminoácidos forman un lazo P dentro del sitio de unión al NTP. El dominio Walker B también es conocido como la caja DEXH o DEAD, y posee un aspartato que interactúa con el NTP utilizando como cofactor al Mg 2+ (Gorbalenya et al., 1989). Otro motivo importante presente en las helicasas es el dominio VI, el cualse une a ácidos nucleicos, y es rico en residuos cargados positivamente (Gorbalenya et al., 1989).
Sobre la base de la secuencia primaria de los motivos conservados las helicasas se han clasificado en dos súper familias nombradas SF1 y SF2. En las dos súper familias se conservan los siete motivos característicos, la diferencia entre ellas radica en el dominio Walker B (II) en el dominio VI. En la súper-familia SF2 se encuentra la secuencia DEAD en el segmento II y la secuencia HxxGRxxR en el segmento VI; mientras que en la súper familia SF1 estos residuos son compensados por residuos con la secuencia, DEXH y QxxGRxXR respectivamente. Tomando como base a estos dominios también se ha definido la familia F3 la cual únicamente tiene tres motivos conservados, y la familia F4 cuyos miembros conservan únicamente cinco dominios (Gorbalenya et al., 1989; Lohman et al., 1996).
Las helicasas preferentemente desunen dúplex que tienen extremos de hebra sencilla flanqueando al dúplex, algunas requieren un extremo 3'y otras un extremo 5, las primeras son clasificadas como enzimas con polaridad 3'a 5'y las segundas como enzimas con polaridad 5'a 3' (Matson et al., 1993; Lohman et al., 1996).
Aun no se ha dilucidado el mecanismo por el cual las helicasas desunen un dúplex de ácidos nucleicos, pero se han propuesto varios modelos. Una característica común en todos los modelos es la existencia de múltiples sitios de unión a DNA o RNA en la enzima, estos sitios de unión son esenciales para la translocación de la helicasa en el dúplex y concuerda con la noción de que las helicasas actúan como dímeros o hexámeros (figura 1c) (Matson et al., 1993; Egelman et al., 1995; Lohman et al., 1996).
Aunque hasta ahora no se han hecho muchos estudios respecto a la estructura de las helicasas tipo RecQ, se ha observado que BLM y Sgs1 forman un anillo hexámerico de aproximadamente 3.5 nm que es la forma activa (Karow et al., 1999).