El deslizamiento de helicasa inducido por ATP revela subunidades altamente coordinadas

Área de la Ciencia:

• La bioquímica es la bioquímica.
• Biología Molecular Biología Molecular
• Enzimología Enzimología.

Sus antecedentes:

• Las helicasas son enzimas esenciales para la separación de cadenas de ADN durante la replicación, reparación y recombinación.
• El producto genético 4 del bacteriófago T7 es una helicasa hexamérica modelo, que anteriormente se pensaba que usaba principalmente dTTP para desenrollar el ADN de doble cadena (dsDNA).

Objetivo del estudio:

• Investigar la coordinación de las actividades quimiomecánicas y la unión al ADN entre las subunidades de la helicasa T7 durante la translocación.
• Determinar el papel del ATP frente al dTTP en el desenrollo y la procesividad de la helicasa T7.

Principales métodos:

• Utilizó un enfoque de una sola molécula para monitorear la dinámica de desenrollo de la helicasa.
• Se analizaron las tasas de desenrollamiento y la procesividad en presencia de mezclas de ATP, dTTP y nucleótidos.
• Investigó la unión de nucleótidos y la cinética de la hidrólisis.

Principales resultados:

• La helicasa T7 desenrolla el dsDNA de manera eficiente con el ATP, a un ritmo más rápido que con el dTTP.
• El desenrollamiento inducido por ATP exhibió un patrón de dientes de sierra con eventos de deslizamiento, lo que indica una procesividad interrumpida.
• La procesividad mostró dependencia cooperativa de las concentraciones de nucleótidos, lo que sugiere una función de subunidad coordinada en lugar de una acción independiente.

Conclusiones:

• Las subunidades de helicasa T7 coordinan sus actividades quimiomecánicas y la unión al ADN, lo que contradice los modelos de función de subunidad independiente.
• Un modelo en el que solo una subunidad acepta nucleótidos a la vez, mientras que otras permanecen ligadas por nucleótidos para la interacción del ADN, explica la procesividad observada.
• Este mecanismo de coordinación de subunidades puede conservarse en otras helicasas en forma de anillo y ofrece información sobre la regulación del desenrollo del ADN.