Resposta adaptativa (bacterias)

A resposta adaptativa (adaptive response na literatura inglesa) é unha forma de reparación do ADN directa atopada na bacteria Escherichia coli,Samson L, Cairns J. A new pathway for DNA repair in Escherichia coli. Nature. 1977;267:281–283. PMID 325420Defais M. The adaptive response in E. coli. Biochimie. 1985 Mar-Apr;67(3-4):357-60. PMID 3899190 que protexe o ADN dos danos causados por axentes externos alquilantes.Landini, P, Volkert MR. (2000) Regulatory Responses of the Adaptive Response to Alkylation Damage: a Simple Regulon with Complex Regulatory Features J. Bacteriol  182(23): 6543–6549. É un dos tipos de resposta que teñen as bacterias ante os danos ao ADN (ver tamén resposta SOS).Costa de Oliveira R, Laval J, Boiteux S. Induction of SOS and adaptive responses by alkylating agents in Escherichia coli mutants deficient in 3-methyladenine-DNA glycosylase activities. Mutat Res. 1987 Jan;183(1):11-20. PMID 3099190 A resposta adaptativa iníciase contra a alquilación dos nucleótidos, particularmente a metilación da guanina ou timina. Baixo unha exposición continuada a un tratamento de baixo nivel con mutáxenos alquilantes, E. coli pode adaptarse á presenza do mutáxeno, facendo que un tratamento posterior con altas doses do mesmo axente sexa menos efectivo.Volkert MR. (1988). Adaptive response of Escherichia coli to alkylation damage. Environ Mol Mutagen 11(2):241-55.
Este mecanismo utiliza catro xenes relacionados, tamén chamados “xenes SOS”: ada, alkA, alkB, e aidB, cada un dos cales actúa en residuos específicos, todos regulados pola proteína Ada.

A resposta adaptativa é mediada pola proteína Ada (que forma parte do regulón Ada), a cal transfire covalentemente grupos alquilo dun ADN danado a un dos seus dous aminoácidos cisteína activos aceptores de metilo, que son: Cys69 e Cys321. A proteína Ada pode reparar os danos ao transferir grupos metilo da O6-metilguanina ou O4-metiltimina á Cys321 e tamén de metilfosfotriésteres ao residuo Cys69.Begley, T.; Samson, L. Mystery solved: oxidative demethylation of N1-methyladenine and N3-methylcytosine adducts by a direct reversal mechanism. Trends in Biochemical Sciences, v. 28, n. 1, p. 2-5, 2003., Este proceso é irreversible e pode converter a proteína de ser un feble activador a un forte activador da transcrición,Sedgwick, B., Robins, P.,  Totty, Nick., Lindahl, Tomas.Functional Domains and Methyl Acceptor Sites of the Escherichia coli Ada Protein*. v. 263. n 9. p 4430-4433, 1998. incrementando a actividade de reparación da alquilación.

 Os catro xenes SOS 

Identificáronse catro xenes que contribúen á resposta adaptativa contra axentes metilantes: ada, alkA, alkB e aidB. Os xenes ada e alkB son cotranscritos a partir dun só [[promotor (bioloxía)|promotor). Por tanto, constitúen un operón. Os xenes SOS comparten un mecanismo regulador común e constitúen unha defensa xeral contra os danos no ADN. As células que teñen deficiencias nun ou máis xenes SOS tenden a ter unha resposta máis lenta, o que causa que se produza un maior dano no ADN pola radiación ultravioleta e outros axentes.

 O xene ada ten actividades reguladoras e de reparación, que están relacionadas unha coa outra. Para que ocorra a regulación, a proteína ada debe ser activada, o cal é unha consecuencia da actividade de reparación do ADN.
 O produto xénico de alkA é unha glicosilase que pode reparar diversas lesións, eliminando unha base do esqueleto azucre-fosfato, producindo un sitio abásico.
 O produto de aidB é unha proteína que contén flavina.Rohankhedkar MS, Mulrooney SB, Wedemeyer WJ, Hausinger RP. (2006). The AidB component of the Escherichia coli adaptive response to alkylating agents is a flavin-containing, DNA-binding protein. J Bacteriol 188(1):223-30.
 alkB codifica unha oxidorredutase dependente de ferro;Yu B, Edstrom WC, Benach J, Hamuro Y, Weber PC, Gibney BR, Hunt JF. (2006). Crystal structures of catalytic complexes of the oxidative DNA/RNA repair enzyme AlkB. Nature 439(7078):879-84. e está asociada coa reparación do ADN porque este xene pode reparar lesións no ADN de fagos de ADN antes da infección. Tamén se demostrou que alkB é necesario para a reactivación de fagos monocatenarios tratado con MMS (axente metilante metil metanosulfonato), e como non hai lesións que eliminar, suxeriuse que alkBB está implicado na replicación do ADN molde danado. Ademais, o feito de que alkB poida conferir resistencia a un axente metilante indica que funciona por si mesmo.

 Notas 

Categoría:Reparación do ADN
Categoría:Expresión xénica