El sistema toxina-antitoxina TisB-IstR es el primer sistema toxina-antitoxina conocido que es inducido por la respuesta SOS en respuesta al daño en el ADN . [1]
IstR sRNA ( inhibidor de la toxicidad inducida por S OS por R NA) es una familia de ARN no codificante identificado por primera vez en Escherichia coli . Hay dos pequeños ARN codificados por el locus IstR : IstR-1 e IstR-2, de los cuales IstR-1 funciona como antitoxinas contra la proteína tóxica TisB ( t oxicity -induced by S OS B ) que está codificada por el vecino tisAB gen _ [2] IstR-1 es una transcripción de 75 nucleótidos expresada constitutivamente en todo crecimiento , mientras que IstR-2 es un transcrito de 140 nucleótidos inducido por mitomicina C (MMC). Se cree que tanto IstR-2 como tisAB están regulados por LexA , mientras que IstR-1 se transcribe de forma constitutiva. [1]
El análisis de eliminación confirmó la función de IstR, la cepa K-12 de E. coli no podía crecer en ausencia de IstR cuando estaba presente tisAB . La inserción de genes IstR en un plásmido permitió que las bacterias crecieran normalmente. Otros estudios demostraron que la expresión de IstR-1 sola es suficiente para remediar los efectos tóxicos de TisB. [1] IstR-2 no está involucrado en la regulación de tisAB . [2]
El locus tisAB codifica dos genes: tisA y tisB . Se demostró que el marco de lectura tisA a través de un ensayo de traducción no estaba traducido. [2] Su secuencia no se conserva en todas las especies. TisB es un péptido de 29 aminoácidos ampliamente conservado en enterobacterias . TisB es responsable de conferir toxicidad a través de la sospecha de ruptura de la membrana . [1] [2] Tras la traducción del gen tisB , se produce un ARNm de transcripción primario inactivo +1, que debe procesarse endonucleolíticamente a 42 nucleótidos del extremo 5' para producir un ARNm +42 traduccionalmente competente. [3][4] En la forma +42, el ARNm tiene un sitio de reserva/carga del ribosoma en una región no estructurada >80 nt corriente arriba del sitio de unión al ribosoma tisB , lo que permite la traducción de la proteína TisB. Este sitio de reserva no está estructuralmente disponible en las formas inactivas del ARNm de tisB (la forma +1 y la forma +106 producidas por la escisión de la RNasa III). [3]
Se cree que IstR-1 inhibe la traducción de la toxina TisB y promueve la escisión por ARNasa III del dúplex de ARN formado cuando las bases de IstR-1 se emparejan con el ARNm de tisB . Se cree que la unión de la secuencia complementaria del ARNs de istR-1 al ARNm de tisB en el sitio de espera del ribosoma evita la carga de los ribosomas y, por lo tanto, evita la traducción de la proteína TisB. [5] Un análisis RACE confirmó que IstR-1 se une al ARNm de TisB y luego la RNasa III degrada el dúplex . [6] La degradación da como resultado una forma +106, una transcripción inactiva de 249 nt que no se puede traducir . [1]
La función propuesta de este sistema toxina-antitoxina es provocar la detención del crecimiento, en lugar de la muerte celular, en respuesta al daño del ADN, dando tiempo para que ocurran los procesos de reparación. La traducción de TisB está bajo el control de LexA, por lo que es inducida por daño en el ADN como parte de la respuesta SOS . [3] En condiciones normales, se sintetiza muy poco ARNm de tisB y se inhibe la traducción, pero cuando se produce daño en el ADN, se induce fuertemente tisAB , lo que provoca una sobreexpresión, que anula la inhibición al agotar la reserva de IstR-1. [2]