Los investigadores de Ludwig-Maximilian-Universitaet LMU en Munich han descubierto un nuevo tipo de modificación química en los ARN bacterianos. La modificación aparentemente se une a las moléculas solo cuando las células están bajo estrés y se elimina rápidamente durante la recuperación.
El ácido ribonucleico ARN está químicamente relacionado con el ADN que sirve como portador de información hereditaria en todas las células. De hecho, el ARN en sí mismo desempeña un papel central en el proceso que convierte los mensajes genéticos en proteínas, que catalizan las transformaciones químicas ysirven como elementos estructurales en células y organismos. Al igual que el ADN, las moléculas de ARN están formadas por secuencias de cuatro tipos diferentes de subunidades llamadas nucleobases, que están conectadas entre sí por medio de enlaces azúcar-fosfato. En todos los organismos, estas subunidades pueden sermodificado selectivamente para regular sus interacciones y funciones. Ahora la Dra. Stefanie Kellner, que dirige un Grupo de Investigación Junior Emmy Noether en el Departamento de Química, en cooperación con Kirsten Jung Profesor de Microbiología en LMU, ha identificado una novela:y bioquímicamente bastante inusual: modificación en ARN bacterianos. La modificación se adjunta cuando los microorganismos están sujetos a estrés, y puede eliminarse rápidamente cuandoLas condiciones vuelven a la normalidad.Los nuevos hallazgos aparecen en la revista en línea Comunicaciones de la naturaleza .
Tanto el ADN como el ARN pueden modificarse por metilación, es decir, la unión de sustituyentes metilo CH3 a los nucleótidos. Además, las bacterias modifican los ARN con grupos funcionales que contienen átomos de azufre como un medio para regular la síntesis de proteínas. Una de estas modificaciones reemplaza a laoxígeno en la posición 2 en la base de citidina. En la bacteria Escherichia coli en forma de bastón, Kellner y sus colegas han identificado una forma previamente desconocida de esta base modificada que contiene azufre. "En este caso, las bacterias se metilan en el azufre decitidina ", dice Kellner." El acoplamiento a través de un sustituyente de azufre convierte la citidina en una 2-metiltiocitidina, o ms2C para abreviar ".
Otros experimentos revelaron que ms2C aparece en el ARN principalmente cuando las bacterias se encuentran bajo estrés, mediante la adición de productos químicos o antibióticos nocivos al medio de crecimiento. Aunque el daño afecta negativamente la traducción de proteínas, no es una sentencia de muerte para las bacterias.
Curiosamente, la bacteria posee una enzima que posteriormente puede eliminar el daño de metilación. El equipo logró caracterizar el mecanismo de reparación directamente con la ayuda de una técnica analítica relativamente nueva llamada NAIL-MS espectrometría de masas acoplada para etiquetado de isótopos de ácido nucleico.implica el etiquetado de la muestra con un isótopo pesado antes del análisis mediante espectrometría de masas de alta sensibilidad, lo que permite seguir el destino de los ARN modificados después de que se haya eliminado el estresor ". De esta manera, pudimos demostrar, en vivocélulas, que el ARN modificado no se degrada.
En cambio, se repara mediante desprendimiento enzimático del grupo metilo ", como explica Kellner.
Dado que el proceso de reparación se completa dentro de 1-2 horas después de la modificación del ARN, los investigadores creen que la célula ya está 'preparada' para lidiar con el daño. Es concebible que las bases de ARN que contienen azufre actúen como carroñeros degrupos metilo libres que se producen como resultado directo del estrés, evitando así que modifiquen el ADN u otras proteínas. Dado que las células bacterianas están llenas de moléculas de ARN, estas podrían funcionar como un mecanismo eficiente de desintoxicación para eliminar los grupos químicos reactivos.
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Materiales proporcionado por Ludwig-Maximilians-Universität München . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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