Resposta SOS

Na Galipedia, a Wikipedia en galego.
A resposta SOS propúxose como modelo da evolución bacteriana para certo tipo de resistencias a antibióticos.[1]

A resposta SOS é unha resposta global aos danos no ADN que se dá nas bacterias na cal o ciclo celular queda detido e indúcese a reparación do ADN e a mutaxénese. O sistema implica a proteína RecA (unha proteína homóloga en eucariotas é Rad51). A proteína RecA, estimulada por ADN monocatenario, está implicada na inactivación do represor LexA, e dese modo induce a resposta. É un sistema de reparación con tendencia ao erro.

Descubrimento[editar | editar a fonte]

A resposta SOS foi descuberta e nomeada por Miroslav Radman en 1975.[2]

Mecanismo[editar | editar a fonte]

Durante o crecemento normal, os xenes SOS son regulados negativamente por dímeros da proteína represora LexA. En condicións normais, LexA únese a unha secuencia consenso de 20 pares de bases (a caixa SOS) situada na rexión operadora deses xenes. Algúns destes xenes SOS exprésanse a certos niveis mesmo en estado reprimido, segundo a afinidade de LexA polas súas caixas SOS. A activación dos xenes SOS ocorre despois de que se produce un dano no ADN pola acumulación de rexións de ADN monocatenarias (ssDNA) xeradas nas forquitas de replicación, onde a ADN polimerase está bloqueada. RecA forma un filamento arredor destas rexións de ADN monocatenario dun modo dependente do ATP, e actívase. A forma activada de RecA interacciona co represor LexA para facilitar a autoclivaxe do represor LexA do operador.[3]

Unha vez que a cantidade de LexA decrece, a represión dos xenes SOS baixa segundo a afinidade de LexA polas caixas SOS. Os operadores aos que se une LexA de forma feble son os primeiros que se expresan completamente. Deste modo LexA pode activar secuencialmente diferentes mecanismos de reparación. Os xenes que teñen unha caixa SOS de afinidade feble (como lexA, recA, uvrA, uvrB, e uvrD) son inducidos completamente mesmo en resposta a tratamentos febles de indución de SOS. Así, o primeiro mecanismo de reparación SOS que se induce é a reparación por excisión de nucleótidos (NER), que ten a finalidade de reparar os danos no ADN sen implicar unha resposta SOS plena.

Con todo, se a NER non é dabondo para reparar os danos, o que ocorre é que a concentración de LexA é reducida en maior medida, polo que se induce a expresión de xenes con caixas LexA máis fortes (como sulA, umuD, umuC - estes exprésanse máis tarde). SulA detén a división celular bacteriana ao unirse a FtsZ, a proteína de iniciación deste proceso. Isto causa a filamentación, e a indución da reparación mutaxénica dependente de UmuDC. Como resultado destas propiedades, algúns xenes poden ser inducidos parcialmente mesmo en resposta a niveis endóxenos de danos no ADN, mentres que outros xenes parecen ser inducidos só cando está presente na célula un nivel de danos no ADN alto ou persistente.

Resistencia a antibióticos[editar | editar a fonte]

Investigacións recentes indican que a vía SOS pode ser esencial na adquisición de mutacións bacterianas que orixinen resistencia a certos antibióticos.[4] O incremento do grao de mutación durante a resposta SOS está causado por tres ADN polimerases de baixa fidelidade: Pol II, Pol IV e Pol V.[4] Os investigadores están actualmente estudando estas proteínas para crear drogas que impidan a reparación SOS. Se consiguen iso, o tempo que necesitan as bacterias patoxénicas para que evolucione nelas unha resistencia a antibióticos podería ser máis longo, e así melloraríase a viabilidade a longo prazo dalgúns antibióticos.[5]

Probas de xenotoxicidade[editar | editar a fonte]

Esquema do uso da resposta SOS para as probas de xenotoxicidade.

En Escherichia coli distintas clases de axentes que producen danos no ADN poden iniciar unha resposta SOS, como a descrita antes. É posible realizar probas colorimétricas simples de xenotoxicidade aproveitando que unha fusión de operón coloca ao operón lac (responsable da produción de beta-galactosidase, unha proteína que degrada a lactosa) baixo o control dunha proteína relacionada con SOS. Engádese á bacteria un análogo da lactosa, que despois é degradado pola beta-galactosidase, producindo un composto coloreado, que pode medirse cuantitativamente por espectrofotometría. O grao atinxido pola cor é unha medida indirecta da beta-galactosidase producida, a cal á súa vez está directamente relacionada coa cantidade de danos ao ADN.

A bacteria E. coli foi despois modificada para que tivese varias mutacións como a mutación uvrA, que fai que a cepa sexa deficiente á hora de facer a reparación de excisión, e incrementa a resposta a certos axentes que danan o ADN, e tamén se lle introduciu unha mutación rfa, que fai que a bacteia sexa deficiente en lipopolisacárido, o que permite unha mellor difusión de certas substancias químicas na célula para inducir a resposta SOS. [6] Disponse de probas comerciais que miden a resposta primaria de E. coli aos danos xenéticos e poden ser moi ben correlacionados coa proba de Ames para certos materiais.[7]

Notas[editar | editar a fonte]

  1. Michel B (2005). "After 30 Years of Study, the Bacterial SOS Response Still Surprises Us". PLoS Biology 3 (7): e255. DOI:10.1371/journal.pbio.0030255. PMC 1174825. PMID 16000023. //www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?tool=pmcentrez&artid=1174825. 
  2. Radman, M (1975). "Phenomenology of an inducible mutagenic DNA repair pathway in Escherichia coli: SOS repair pichulein hypothesis". Basic Life Sciences 5A: 355–367. PMID 1103845. 
  3. Nelson, David L., and Michael M. Cox. Lehninger: Principles of Biochemistry 4th Edition. New York: W.H. Freeman and Company, 2005. page 1098.
  4. 4,0 4,1 Cirz, RT et al.; Chin, JK; Andes, DR; De Crécy-Lagard, V; Craig, WA; Romesberg, FE (2005). "Inhibition of Mutation and Combating the Evolution of Antibiotic Resistance". PLoS Biology 3 (6): e176. DOI:10.1371/journal.pbio.0030176. PMC 1088971. PMID 15869329. //www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?tool=pmcentrez&artid=1088971. 
  5. Lee, AM et al.; Ross, CT; Zeng, BB; Singleton, SF (2005). "A Molecular Target for Suppression of the Evolution of Antibiotic Resistance: Inhibition of the Escherichia coli RecA Protein by N6-(1-Naphthyl)-ADP". Journal of Medicinal Chemistry 48 (17): 5408–5411. DOI:10.1021/jm050113z. PMID 16107138. 
  6. Quillardet, Hofnung (1993). "The SOS Chromotest: A Review". Mutation Research 297 (3): 235–279 http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC347033/. DOI:10.1016/0165-1110(93)90019-J. PMC 347033. PMID 6821127. //www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?tool=pmcentrez&artid=347033. 
  7. Quillardet, Bellecombe, Hofnung (1985). "The SOS Chromotest, a colorimetric bacterial assay for genotoxins: validation study with 83 compounds". Mutation Research 147: 79–95. PMID 3923333.