respuesta SOS
La respuesta SOS es una respuesta global al daño del ADN en la que se detiene el ciclo celular y se induce la reparación y mutagénesis del ADN. El sistema involucra la proteína RecA ( Rad51 en eucariotas). La proteína RecA, estimulada por ADN monocatenario, está implicada en la inactivación del represor ( LexA ) de los genes de respuesta SOS, induciendo así la respuesta. Es un sistema de reparación propenso a errores que contribuye significativamente a los cambios de ADN observados en una amplia gama de especies.
Durante el crecimiento normal, los genes SOS están regulados negativamente por los dímeros de la proteína represora LexA . En condiciones normales, LexA se une a una secuencia de consenso de 20 pb (la caja SOS ) en la región operadora de esos genes. Algunos de estos genes SOS se expresan en ciertos niveles incluso en el estado reprimido, según la afinidad de LexA por su caja SOS. La activación de los genes SOS ocurre después del daño del ADN por la acumulación de regiones monocatenarias (ssDNA) generadas en las horquillas de replicación, donde se bloquea la ADN polimerasa . RecA forma un filamento alrededor de estas regiones de ssDNA de manera dependiente de ATP y se activa. [4]La forma activada de RecA interactúa con el represor LexA para facilitar la autoseparación del represor LexA del operador. [4] [5]
Una vez que disminuye el conjunto de LexA , la represión de los genes SOS disminuye según el nivel de afinidad de LexA por las cajas SOS. [4] Los operadores que vinculan débilmente a LexA son los primeros en expresarse por completo. De esta forma, LexA puede activar secuencialmente diferentes mecanismos de reparación. Los genes que tienen un SOSbox débil (como lexA , recA , uvrA , uvrB y uvrD ) se inducen completamente en respuesta incluso a tratamientos inductores de SOS débiles. Por lo tanto, el primer mecanismo de reparación SOS que se induce es la reparación por escisión de nucleótidos.(NER), cuyo objetivo es reparar el daño del ADN sin comprometerse con una respuesta SOS completa. Sin embargo, si NER no es suficiente para reparar el daño, la concentración de LexA se reduce aún más, por lo que se induce la expresión de genes con cajas LexA más fuertes (como sulA , umuD , umuC , que se expresan tarde). [4] SulA detiene la división celular [4] al unirse a FtsZ , la proteína que inicia este proceso. Esto provoca la filamentación., y la inducción de la reparación mutagénica dependiente de UmuDC. Como resultado de estas propiedades, algunos genes pueden inducirse parcialmente en respuesta incluso a niveles endógenos de daño en el ADN, mientras que otros genes parecen ser inducidos solo cuando hay presente un daño en el ADN alto o persistente en la célula.
La investigación ha demostrado que el sistema de respuesta SOS puede provocar mutaciones que pueden generar resistencia a los antibióticos. [6] El aumento de la tasa de mutación durante la respuesta SOS es causado por tres ADN polimerasas de baja fidelidad : Pol II , Pol IV y Pol V. [7] [6] Los investigadores ahora se están enfocando en estas proteínas con el objetivo de crear medicamentos que eviten la reparación de SOS. Al hacerlo, podría extenderse el tiempo necesario para que las bacterias patógenas desarrollen resistencia a los antibióticos, mejorando así la viabilidad a largo plazo de algunos antibióticos. [8]
Además de la resistencia genética, la respuesta SOS también puede promover la resistencia fenotípica. Aquí, el genoma se conserva mientras que otros factores no genéticos se modifican para permitir que la bacteria sobreviva. El sistema toxina-antitoxina tisB-istR dependiente de SOS se ha relacionado, por ejemplo, con la inducción de células persistentes dependiente del daño en el ADN. [9]
