Nuevas perspectivas para la investigación de antibióticos
Un estudio innovador sobre la biosíntesis de las proteínas en las bacterias
Investigadores de la Universidad de Bayreuth y de la Universidad de Columbia en Nueva York informaron de hallazgos pioneros sobre la biosíntesis de las proteínas en las bacterias en la revista "iScience". La pequeña proteína NusG une las dos grandes máquinas moleculares que trabajan juntas durante la expresión de los genes, que es la producción de proteínas bacterianas basadas en la información genética: ARN polimerasa y el ribosoma. El puente molecular permite a la célula bacteriana sincronizar perfectamente las sucesivas etapas de la expresión de los genes, es decir, la transcripción y la traducción. Por lo tanto, esta conexión podría ser un excelente objetivo para futuros medicamentos antibióticos.
Transcripción y traducción de parejas NusG. NusG se une a la ARN polimerasa a través de su NTD, y al ribosoma a través de su CTD. Por lo tanto, sirve como una conexión flexible entre las dos máquinas.
Philipp Zuber
En todos los organismos vivos, la expresión de los genes es un proceso de dos etapas: En primer lugar, la información genética almacenada en el ADN se utiliza como plantilla para sintetizar los ácidos ribonucleicos, los llamados ARN mensajeros (ARNm). De esta manera, la información genética se convierte en una forma que puede ser utilizada directamente por la célula. La ARN polimerasa es responsable de este proceso, que se llama transcripción. Durante el proceso de traducción los ARN mensajeros, a su vez, son los planos moleculares que son leídos por el ribosoma y utilizados para la producción de las proteínas correspondientes. En los seres humanos y los animales, estas dos etapas de la expresión de los genes están separadas tanto espacial como bioquímicamente. En una célula bacteriana, en cambio, están acopladas como los científicos han sabido durante más de 50 años.
Hace diez años, un grupo de investigación de la Universidad de Bayreuth dirigido por el Prof. Dr. Paul Rösch informó en "Ciencia" los primeros indicios de que este acoplamiento podría estar realmente mediado por la proteína NusG. Sin embargo, sólo ahora el grupo de investigación dirigido por el Dr. Stefan H. Knauer, en cooperación con socios de la Universidad de Columbia, Nueva York, ha logrado proporcionar las primeras pruebas estructurales directas. NusG consiste en dos dominios conectados de manera flexible: un dominio amino-terminal (NTD) y un dominio carboxi-terminal (CTD). El CTD se une al ribosoma, el NTD a la ARN polimerasa. Así, el NusG forma un puente flexible entre las máquinas centrales de expresión génica, similar al acoplamiento móvil entre vagones de ferrocarril. Esta conexión hace que la transcripción y la traducción estén sincronizadas. Los experimentos clave que muestran claramente este vínculo se realizaron con la espectroscopia de resonancia magnética nuclear (RMN) de alta resolución y que se llevaron a cabo en el Centro de Baviera del Norte para la espectroscopia de RMN de alta resolución de la Universidad de Bayreuth.
"Esto abre perspectivas muy interesantes para el desarrollo de nuevos agentes antibióticos. Si podemos interrumpir este puente molecular, la síntesis de proteínas bacterianas y, por tanto, también la reproducción de las bacterias se verán gravemente perjudicadas, y lo que es más importante, sin afectar al organismo humano. Estamos enfocando este enfoque en un proyecto de investigación actual, y ya hemos logrado los primeros resultados prometedores", dice el Dr. Stefan Knauer. "Pudimos demostrar el papel central de la NusG en la biosíntesis de las proteínas bacterianas combinando métodos de biología estructural, bioquímica y biología molecular. Continuaremos este enfoque interdisciplinario en la búsqueda de sustancias antibióticas eficaces", añade el coautor Philipp Zuber M.Sc., que está haciendo su tesis doctoral en la Universidad de Bayreuth, donde también completó el programa de estudio de élite "Ciencia Macromolecular" dentro de la Red de Élite de Baviera.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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