I-CreI
I- Cre I es una endonucleasa autodirigida cuyo gen se descubrió por primera vez en el genoma del cloroplasto de Chlamydomonas reinhardtii , una especie de alga verde unicelular . [1] Se nombra por los hechos que: reside en un I ntron; se aisló de C. lamydomonas re inhardtii ; fue el primer ( I ) gen aislado de C. reinhardtii . Su gen reside en un intrón del grupo I en el gen de ARN ribosómico 23S de C. reinhardtiicloroplasto, e I- Cre I solo se expresa cuando su ARNm se corta y empalma de la transcripción primaria del gen 23S. La enzima I - Cre I , que funciona como un homodímero , reconoce una secuencia de 22 nucleótidos de ADN dúplex y escinde un enlace fosfodiéster en cada hebra en posiciones específicas. I- Cre I es un miembro de la familia LAGLIDADG de endonucleasas autodirigidas, todas las cuales tienen un motivo de aminoácidos LAGLIDADG conservado que contribuye a sus dominios asociativos y sitios activos. Cuando el intrón que contiene I- Cre I encuentra un gen 23S que carece del intrón, I- CreLa enzima "se aloja" en el alelo "intrón menos" de 23S y efectúa la inserción de su intrón padre en el alelo intrón menos. Los intrones con este comportamiento se denominan intrones móviles . Debido a que I- Cre I proporciona su propia propagación sin otorgar ningún beneficio a su anfitrión, es un ejemplo de ADN egoísta .
I- Cre I se observó por primera vez como una secuencia intermedia en el gen de ARNr 23S del genoma del cloroplasto de C. reinhardtii . [1] El gen 23S es un gen de ARN , lo que significa que su transcripción no se traduce en proteína. Como ARN, forma parte de la gran subunidad del ribosoma.. Se encontró un marco de lectura abierto que codifica una proteína de 163 aminoácidos en este intrón 23S, lo que sugiere que una proteína podría facilitar el comportamiento de búsqueda del intrón móvil. Además, la proteína predicha tenía un motivo LAGLIDADG, una secuencia de aminoácidos conservada que está presente en otras proteínas codificadas en los intrones móviles del grupo I. Un estudio de 1991 estableció que el ORF codifica una endonucleasa de ADN, I- Cre I, que corta selectivamente un sitio correspondiente al lugar donde se empalma el intrón de la transcripción primaria 23S. [2] El estudio también mostró que el intrón podía invadir alelos 23S que aún no lo tenían. [2]
I- Cre I ha evolucionado para cortar una secuencia de ADN de 22 nucleótidos que se produce en los alelos del gen del ARN ribosómico 23S que carecen del intrón que contiene I- Cre I. Cuando se corta un alelo "intrón-menos" de este tipo, se activan en la célula vías de reparación de rotura de doble hebra . La célula utiliza como molde para reparar el alelo 23S que produjo la enzima responsable I- Cre I, replicando así el intrón que contiene I- Cre I. [3] El alelo "intrón-plus" resultante ya no contiene un sitio de referencia intacto para la enzima I - Cre I y, por lo tanto, no se escinde. Dado que este intrón proporciona su propia replicación sin conferir ningún beneficio a su anfitrión, I-Cre I es una forma de ADN egoísta .
Debido a que I- Cre I ha evolucionado para cortar una secuencia de ADN tan larga, a diferencia de las endonucleasas de restricción que normalmente cortan secuencias de cuatro o seis nucleótidos, es capaz de cortar un solo sitio dentro de un genoma muy grande . Se espera que una secuencia de cuatro o seis nucleótidos de ocurrir muchas, muchas veces en un genoma de millones o mil millones de nucleótidos simplemente por casualidad, mientras que una secuencia de 22 nucleótidos podría ocurrir sólo una vez (10 9 /4 6 vs. 10 9 / 4 22 ). Esta especificidad de la escisión de I - Cre I convierte a I- Cre I en una herramienta prometedora para el direccionamiento de genes . Si una persona tuviera una enfermedad debido a un defectoalelo de algún gen , sería útil poder reemplazar ese alelo con uno funcional. Si se pudiera hacer que I- Cre I cortara el ADN solo en el alelo defectuoso y al mismo tiempo proporcionara un alelo normal para que la célula lo usara como plantilla de reparación, la propia maquinaria de recombinación homóloga del paciente podría insertar el alelo deseado en lugar del disfuncional. . La especificidad de I- Cre I también permite la reducción de los efectos deletéreos debidos a roturas de doble cadena fuera del gen de interés.
