Bases estructurales para la formación direccional del bucle R y los mecanismos de transferencia de sustrato en el...

Área de la Ciencia:

• Biología molecular
• Microbiología
• La bioquímica

Sus antecedentes:

• Los sistemas CRISPR-Cas de tipo I proporcionan inmunidad adaptativa en las procariotas.
• Estos sistemas utilizan un complejo de cascada de múltiples subunidades para el reconocimiento del ADN objetivo y una nucleasa Cas3 para la degradación del ADN.

Objetivo del estudio:

• Para aclarar el mecanismo molecular de búsqueda de ADN objetivo y reclutamiento de Cas3 por el sistema CRISPR-Cas Tipo I-E de *Thermobifida fusca*.
• Proporcionar información estructural de alta resolución sobre el proceso dinámico de desenrollamiento del ADN y la formación del bucle R.

Principales métodos:

• Se empleó la microscopía criolectrónica (cryo-EM) para capturar estados estructurales distintos del complejo de cascada tipo I-E * Thermobifida fusca * unido al ADN.
• El análisis estructural se centró en el desenrollamiento del ADN, la formación de bucles R y los cambios conformacionales asociados con el reclutamiento de Cas3.

Principales resultados:

• Dos estructuras clave de cryo-EM revelaron el desenrollamiento en cascada de dsDNA en la región de la semilla para la exploración de la complementariedad y el desenrollamiento adicional para formar un bucle R completo.
• El reconocimiento de PAM induce la flexión del ADN y el desenrollo espontáneo, creando una burbuja de semillas. La formación completa del bucle R desencadena cambios conformacionales en cascada, lo que permite la unión de Cas3 y el inicio de la escisión del ADN.
• Se genera una protuberancia en la cadena de ADN no objetivo, lo que facilita su entrega a Cas3 para su degradación.

Conclusiones:

• El estudio proporciona una resolución temporal y espacial sin precedentes de la vía de degradación del ADN tipo I CRISPR-Cas.
• El mecanismo de desenrollo del ADN de Cascade y el reclutamiento de Cas3 son detallados, destacando las funciones de la flexión del ADN, la formación de lazo R y la protuberancia de la hebra.
• Los hallazgos subrayan los intrincados mecanismos de punto de control que garantizan una degradación eficiente y específica del ADN objetivo en los sistemas CRISPR-Cas de tipo I.