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Articulo de referencia

Corrección de textos (biología)

El término corrección de errores se utiliza en genética para referirse a los procesos de corrección de errores, propuestos inicialmente por John Hopfield [ 1 ] y Jacques Ninio [...

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El término corrección de errores se utiliza en genética para referirse a los procesos de corrección de errores, propuestos inicialmente por John Hopfield [ 1 ] y Jacques Ninio [ 2 ], que intervienen en la replicación del ADN , la especificidad del sistema inmunitario y el reconocimiento enzima-sustrato, entre muchos otros procesos que requieren una mayor especificidad. Los mecanismos cinéticos de corrección de errores de Hopfield y Ninio son procesos activos fuera del equilibrio que consumen ATP para aumentar la especificidad de diversas reacciones bioquímicas.

En las bacterias , las tres ADN polimerasas (I, II y III) tienen la capacidad de corregir errores mediante la actividad exonucleasa 3' → 5' . Cuando se detecta un par de bases incorrecto, la ADN polimerasa invierte su dirección en un par de bases y escinde la base mal emparejada. Tras la escisión de la base, la polimerasa puede reinsertar la base correcta y la replicación puede continuar.

En eucariotas , solo las polimerasas que intervienen en la elongación (delta y épsilon) poseen capacidad de corrección de errores (actividad exonucleasa 3' → 5'). [ 3 ] La corrección de errores también se produce en la traducción del ARNm para la síntesis de proteínas . [ 4 ] En este caso, un mecanismo consiste en la liberación de cualquier aminoacil-ARNt incorrecto antes de la formación del enlace peptídico . [ 5 ]

El grado de corrección de errores en la replicación del ADN determina la tasa de mutación y es diferente en distintas especies. [ 6 ] Por ejemplo, la pérdida de corrección de errores debido a mutaciones en el gen épsilon de la ADN polimerasa da como resultado un genotipo hipermutado con >100 mutaciones por millón de bases de ADN en cánceres colorrectales humanos . [ 7 ]

El alcance de la corrección de errores en otros procesos moleculares puede depender del tamaño efectivo de la población de la especie y del número de genes afectados por el mismo mecanismo de corrección de errores. [ 8 ]

ADN polimerasa del bacteriófago T4

El gen 43 del bacteriófago (fago) T4 codifica la enzima replicativa ADN polimerasa del fago . Se han identificado mutantes sensibles a la temperatura ( ts ) del gen 43 que presentan un fenotipo antimutador , es decir, una tasa de mutación espontánea menor que la del tipo silvestre. [ 9 ] Estudios de uno de estos mutantes, tsB120 , mostraron que la ADN polimerasa especificada por este mutante copia plantillas de ADN a una velocidad menor que la polimerasa de tipo silvestre. [ 10 ] Sin embargo, la actividad exonucleasa 3' a 5' no fue mayor que la del tipo silvestre. Durante la replicación del ADN, la proporción de nucleótidos que se renuevan con respecto a los que se incorporan de forma estable al ADN recién formado es de 10 a 100 veces mayor en el caso del mutante tsB120 que en el tipo silvestre. [ 10 ] Se propuso que el efecto antimutador puede explicarse tanto por una mayor precisión en la selección de nucleótidos como por una mayor eficiencia en la eliminación de nucleótidos no complementarios (corrección de pruebas) por parte de la polimerasa tsB120 .

Cuando los viriones del fago T4 con una ADN polimerasa del gen 43 de tipo silvestre se exponen a luz ultravioleta , que introduce daños por dímeros de pirimidina de ciclobutano en el ADN, o a psoraleno más luz, que introduce aductos de pirimidina, la tasa de mutación aumenta. Sin embargo, estos efectos mutagénicos se inhiben cuando la síntesis de ADN del fago es catalizada por la polimerasa antimutadora tsCB120 , u otra polimerasa antimutadora, tsCB87 . [ 11 ] Estos hallazgos indican que el nivel de inducción de mutaciones por daño en el ADN puede verse fuertemente influenciado por la función de corrección de pruebas de la ADN polimerasa del gen 43.

Enzima correctora del SARS-CoV-2

El coronavirus 2 del síndrome respiratorio agudo severo (SARS-CoV-2) es el agente causal de la pandemia de COVID-19. El genoma del virus de ARN del SARS-CoV-2 codifica un complejo de replicación y transcripción, una máquina proteica multisubunitaria que lleva a cabo la replicación y transcripción del genoma viral, procesos esenciales para el ciclo de vida del virus. Una de las proteínas especificadas por el genoma del coronavirus es una proteína no estructural, nsp14, que es una exorribonucleasa (ExoN) 3'-a-5'. Esta proteína reside en el complejo proteico nsp10-nsp14 que mejora la fidelidad de la replicación mediante la corrección de errores en la síntesis de ARN, una actividad crítica para el ciclo de vida del virus. [ 12 ] Además, la exorribonucleasa nsp14-ExoN del coronavirus, encargada de la corrección de errores, es necesaria para mantener la recombinación genética generada durante la infección. [ 13 ]

Referencias

  1. ↑ Hopfield, JJ (octubre de 1974). "Corrección cinética: un nuevo mecanismo para reducir errores en procesos biosintéticos que requieren alta especificidad" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias . 71 (10): 4135– 4139. Bibcode : 1974PNAS...71.4135H . doi : 10.1073/pnas.71.10.4135 . ISSN 0027-8424 . PMC 434344. PMID 4530290 .   
  2. ↑ Ninio, Jacques (julio de 1975). "Amplificación cinética de la discriminación enzimática" . Biochimie . 57 (5): 587– 595. doi : 10.1016/S0300-9084(75)80139-8 . PMID 1182215 . 
  3. ↑ Moldovan, GL; Pfander, B.; Jentsch, S. (2007). "PCNA, el maestro de la horquilla de replicación" . Cell . 129 ( 4): 665– 679. doi : 10.1016/j.cell.2007.05.003 . PMID 17512402. S2CID 3547069 .  
  4. ↑ Pharmamotion --> Inhibidores de la síntesis de proteínas: animación del mecanismo de acción de los aminoglucósidos. Clasificación de los agentes. Archivado el 12/03/2010 en Wayback Machine. Publicado por Flavio Guzmán el 12/08/08.
  5. ↑ Traducción: Síntesis de proteínas por Joyce J. Diwan. Instituto Politécnico Rensselaer. Consultado en octubre de 2011. Archivado el 7 de marzo de 2016 en Wayback Machine.
  6. ↑ Drake, JW; Charlesworth, B; Charlesworth, D; Crow, JF (1998). " Tasas de mutación espontánea" . Genetics . 148 (4): 1667–86 . doi : 10.1093/genetics/148.4.1667 . PMC 1460098. PMID 9560386 .  
  7. ↑ The Cancer Genome Atlas Network; Bainbridge; Chang; Dinh; Drummond; Fowler; Kovar; Lewis; Morgan; Newsham; Reid; Santibanez; Shinbrot; Trevino; Wu; Wang; Gunaratne; Donehower; Creighton; Wheeler; Gibbs; Lawrence; Voet; Jing; Cibulskis; Sivachenko; Stojanov; McKenna; Lander; et al. (2012). "Caracterización molecular integral del cáncer de colon y recto humano" . Nature . 487 ( 7407): 330– 7. Bibcode : 2012Natur.487..330T . doi : 10.1038/nature11252 . PMC 3401966. PMID 22810696 .   
  8. ↑ Rajon E, Masel J (2011). "Evolución de las tasas de error molecular y las consecuencias para la capacidad de evolución" . PNAS . 108 ( 3): 1082– 7. Bibcode : 2011PNAS..108.1082R . doi : 10.1073/pnas.1012918108 . PMC 3024668. PMID 21199946 .  
  9. ↑ Drake JW, Allen EF (1968). "ADN polimerasas antimutagénicas del bacteriófago T4". Cold Spring Harb Symp Quant Biol . 33 : 339–44 . doi : 10.1101/sqb.1968.033.01.039 . PMID 5254574 . 
  10. 1 2 Gillin FD, Nossal NG (septiembre de 1976). "Control de la frecuencia de mutación por la ADN polimerasa del bacteriófago T4. I. La ADN polimerasa antimutadora CB120 es defectuosa en el desplazamiento de la cadena" . J Biol Chem . 251 (17): 5219–24 . doi : 10.1016/S0021-9258(17)33149-6 . PMID 956182 . 
  11. ↑ Yarosh DB, Johns V, Mufti S, Bernstein C, Bernstein H (abril de 1980). "Inhibición de la mutagénesis por UV y psoraleno más luz en el fago T4 por alelos de la polimerasa antimutadores del gen 43". Photochem Photobiol . 31 (4): 341–350 . doi : 10.1111/j.1751-1097.1980.tb02551.x . PMID 7384228 . 
  12. ↑ Liu C, Shi W, Becker ST, Schatz DG, Liu B, Yang Y (septiembre de 2021). "Base estructural del reconocimiento de errores de emparejamiento por una enzima correctora de pruebas del SARS-CoV-2" . Science . 373 ( 6559): 1142–6 . Bibcode : 2021Sci...373.1142L . doi : 10.1126/science.abi9310 . PMC 9836006. PMID 34315827 .  
  13. ↑ Gribble J, Stevens LJ, Agostini ML, Anderson-Daniels J, Chappell JD, Lu X, Pruijssers AJ, Routh AL, Denison MR (enero de 2021). " La exorribonucleasa correctora de pruebas del coronavirus media una extensa recombinación viral" . PLOS Pathog . 17 (1) e1009226. doi : 10.1371/journal.ppat.1009226 . PMC 7846108. PMID 33465137 .  
  • Corrección y reparación de ADN en la Universidad de Idaho
  • "La corrección de errores de las ADN polimerasas ε y δ suprime fenotipos mutadores y cancerígenos específicos en ratones".
  • Tseng, Shun-Fu; Gabriel, Abram; Teng, Shu-Chun (2008). "La actividad correctora de la ADN polimerasa Pol2 media el procesamiento del extremo 3' durante la unión de extremos no homólogos en levaduras" . PLOS Genetics . 4 (4) e1000060. doi : 10.1371/journal.pgen.1000060 . PMC 2312331. PMID 18437220 .