Hispanopedia WikiUn retron es una secuencia de ADN distintiva que se encuentra en el genoma de muchas especies de bacterias y que codifica para la transcriptasa inversa y un híbrido ADN/ARN monocatenario único llamado ADN monocatenario multicopia (ADNms). El ARN msr retron es el ARN no codificante producido por elementos retron y es el precursor inmediato de la síntesis de ADNms. El ARN msr retron se pliega en una estructura secundaria característica que contiene un residuo de guanosina conservado al final de un bucle de tallo. La síntesis de ADN por la transcriptasa inversa (RT) codificada por retron da como resultado una quimera ADN/ARN que está compuesta de ADN monocatenario pequeño unido a ARN monocatenario pequeño. La hebra de ARN está unida al extremo 5′ de la cadena de ADN a través de un enlace fosfodiéster 2′–5′ que se produce a partir de la posición 2′ del residuo de guanosina interno conservado.
Secuencia y estructura
Los elementos retron tienen una longitud de aproximadamente 2 kb. Contienen un único operón que controla la síntesis de una transcripción de ARN que lleva tres loci, msr , msd y ret , que están involucrados en la síntesis de msDNA. La porción de ADN de msDNA está codificada por el gen msd , la porción de ARN está codificada por el gen msr , mientras que el producto del gen ret es una transcriptasa inversa similar a las RT producidas por retrovirus y otros tipos de retroelementos. [1] Al igual que otras transcriptasas inversas, la RT retron contiene siete regiones de aminoácidos conservados (etiquetadas del 1 al 7 en la figura), incluida una secuencia tyr - ala - asp - asp (YADD) altamente conservada asociada con el núcleo catalítico. El producto del gen ret es responsable de procesar la porción msd/msr de la transcripción de ARN en msDNA.
Clasificación y ocurrencia
Durante muchos años después de su descubrimiento en virus animales, se creyó que las transcriptasas inversas estaban ausentes en los procariotas . Sin embargo, actualmente se han encontrado elementos codificadores de RT, es decir , retroelementos , en una amplia variedad de bacterias diferentes:
- Los retrones fueron la primera familia de retroelementos descubiertos en bacterias; las otras dos familias de retroelementos bacterianos conocidos son:
- Intrones del grupo II : Los intrones del grupo II son el retroelemento bacteriano mejor caracterizado y el único tipo conocido que exhibe movilidad autónoma; consisten en un RT codificado dentro de una estructura de ARN catalítica y autoempalmable. La movilidad de los intrones del grupo II está mediada por una ribonucleoproteína que comprende un lazo de intrones unido a dos proteínas codificadas por intrones. [2]
- retroelementos generadores de diversidad (DGR). [3] Los DGR no son móviles, pero funcionan para diversificar las secuencias de ADN. [2] Por ejemplo, los DGR median el cambio entre las fases patógena y de vida libre de Bordetella . [4]
Función
Dado que los retrones no son móviles, su aparición en diversas especies bacterianas no es un fenómeno de " ADN egoísta ". Más bien, los retrones bacterianos confieren cierta protección contra la infección por fagos a los hospedadores bacterianos. Varios retrones se encuentran en regiones de ADN próximas a ciertos genes codificadores de efectores de proteínas. Cuando se activa su expresión, la mayoría de estos efectores y sus retrones asociados funcionan juntos para bloquear la infección por fagos. [5] [6]
Los retrones se están desarrollando como herramientas de edición del genoma . [7]
Referencias
- ^ Lampson BC, Inouye M, Inouye S (2005). "Retrones, msDNA y el genoma bacteriano" (PDF) . Cytogenet Genome Res . 110 (1–4): 491–499. doi :10.1159/000084982. PMID 16093702. S2CID 24854188.
- ^ ab Medhekar B, Mille JF (2007). "Retroelementos generadores de diversidad". Current Opinion in Microbiology . 10 (4): 388–395. doi :10.1016/j.mib.2007.06.004. PMC 2703298 . PMID 17703991.
- ^ Simon DM, Zimmerly S (2008). "Una diversidad de transcriptasas inversas no caracterizadas en bacterias". Nucleic Acids Res . 36 (22): 7219–7229. CiteSeerX 10.1.1.358.8390 . doi :10.1093/nar/gkn867. PMC 2602772 . PMID 19004871.
- ^ Liu M, Gingery M, Doulatov SR, Liu Y, Hodes A, Baker S, Davis P, Simmonds M, Churcher C, Mungall K, Quail MA, Preston A, Harvill ET, Maskell DJ, Eiserling FA, Parkhill J, Miller JF (2004). "Análisis genómico y genético de bacteriófagos de Bordetella que codifican casetes de conmutación de tropismo mediados por transcriptasa inversa". J. Bacteriol . 186 (5): 1503–1517. doi :10.1128/JB.186.5.1503-1517.2004. PMC 344406 . PMID 14973019.
- ^ Bobonis, Jacob; Mitosch, Karin; Mateus, André; Karcher, Nicolai; Kritikos, George; Selkrig, Joel; Zietek, Matylda; Monzón, Vivian; Palatinado, Birgit; García-Santamarina, Sarela; Galardini, Marco; Sueki, Anna; Kobayashi, Callie; Stein, Frank; Bateman, Alex (1 de septiembre de 2022). "Los retrones bacterianos codifican sistemas tripartitos de toxina-antitoxina que defienden los fagos". Naturaleza . 609 (7925): 144-150. doi :10.1038/s41586-022-05091-4. ISSN 0028-0836. PMID 35850148. S2CID 250643138.
- ^ Millman A, Bernheim A, Stokar-Avihail A, Fedorenko T, Voichek M, Leavitt A, Oppenheimer-Shaanan Y, Sorek R (2020). "Función de los retrones bacterianos en la defensa antifagos". Cell . 183 (6): 1551–1561. doi : 10.1016/j.cell.2020.09.065 . PMID 33157039.
- ^ Simon AJ, Ellington AD, Finkelstein IJ (2019). "Retrones y sus aplicaciones en la ingeniería del genoma". Investigación de ácidos nucleicos . 47 (21): 11007–11019. doi : 10.1093/nar/gkz865 . PMC 6868368 . PMID 31598685.
Enlaces externos
- Página de Retron msr RNA en Rfam
- Se revela que una molécula misteriosa en las bacterias es un guardián, en: EurekAlert!, 5 de noviembre de 2020. Fuente: INSTITUTO DE CIENCIAS WEIZMANN
