La ribozima endonucleolítica hidrolítica (HYER) es programable para la escisión de ADN específica de la secuencia

Área de la Ciencia:

• Biología molecular
• La bioquímica
• La genética

Sus antecedentes:

• Las ribozimas son moléculas catalíticas de ARN con funciones esenciales en los procesos celulares.
• Las ribozimas naturales son cada vez más reconocidas por su potencial más allá de la catálisis del ARN, incluida la manipulación del ADN.

Objetivo del estudio:

• Identificar y caracterizar las ribozimas naturales que funcionan como endonucleasas de ADN específicas de la secuencia.
• Para explorar la reutilización de estas ribozimas como nuevas herramientas de manipulación de ADN.

Principales métodos:

• Centrándose en los intrones bacterianos del grupo II-C, los investigadores examinaron los sistemas que carecen de proteínas codificadas por intrones.
• Se utilizaron ensayos in vitro para comprobar la actividad de escisión de las ribozimas identificadas (HYER) frente a varios sustratos de ácido nucleico.
• Se empleó microscopía criolectrónica para determinar la base estructural del mecanismo catalítico y de unión al ADN de HYER1.
• Se aplicaron estrategias de diseño racional para diseñar variantes HYER con mayor especificidad y funcionalidad.

Principales resultados:

• Se identificaron varios sistemas de intrones, denominados Ribozimas Endonucleolíticos Hidrolíticos (HYER), que dividen el ARN, el ADN de una sola cadena y el ADN de doble cadena (dsDNA).
• HYER1 demostró la capacidad de inducir rupturas del ADN en genomas de mamíferos in vitro.
• La microscopía criolectrónica reveló una estructura homodimérica de HYER1 con una bolsa de hidrólisis dependiente de Mg2+ y capacidad de unión al ADN.
• Las variantes HYER diseñadas exhibieron una mejor especificidad y flexibilidad de manipulación de ADN.

Conclusiones:

• Las ribozimas naturales, específicamente las HYER del grupo II-C, poseen actividad de la endonucleasa del ADN.
• Estos HYER pueden ser diseñados para una escisión precisa del ADN, ofreciendo una nueva plataforma prometedora para la edición del genoma y la biotecnología.