Todos los organismos, desde la bacteria más pequeña hasta el árbol más inmenso, deben de regular la manera como expresan sus genes. Este mecanismo es finamente llevado a cabo por proteínas que tienen la capacidad de asociarse al material genético o ácido desoxirribonucleico (ADN) y que determinan el momento y las cantidades que deben de expresarse los genes.
Estás proteínas se denominan Factores Transcripcionales (FTs) y son capaces de reconocer específicamente un sitio en el ADN de todos los organismos, así cada organismo tiene un repertorio de dichas proteínas que les permite contender con los cambios ambientales.
Lo interesante de estas proteínas es que además de unirse al ADN, permitiendo o bloqueando la expresión genética, deben de reconocer diferentes moléculas en el ambiente que decidirán el destino de cada gen. Así, dichas proteínas pueden reconocer azúcares, ácidos grasos o metales, entre otras señales.
Recientemente, un grupo mexicano describió que los FTs son promiscuos, es decir, pueden llevar a cabo diversas funciones dependiendo de cómo se organicen a nivel estructural. En el mismo trabajo, las proteínas se clasificaron en diferentes grupos y con base en ello se determino como se asocian con diferentes módulos proteicos. De esta forma, un grupo de proteínas que contenga un módulo común que tenga la función de unirse al ADN, puede asociarse hasta con 300 diferentes módulos que, inclusive, pueden ser específicas al grupo, es decir, la combinación modular puede tener amplias variantes.
Lo interesante de este análisis es que fue realizado en un conjunto de 800 microorganismos, definidos como Bacterias y Arqueas; sin embargo, se sugiere que los principios en términos de la organización de dichas proteínas deberían ser similares en organismos superiores, tales como en el humano o las plantas. En términos generales, el trabajo sugiere que la proporción de los FTs es consecuencia del tamaño de los organismos, es decir, aquellos organismos que contienen un mayor número de genes en sus cromosomas tendrán un mayor número de FTs, mientras que aquellos organismos con un menor número de genes van a requerir un menor número de proteínas que regulen su expresión genética.
Cabe mencionar que los organismos pequeños viven, usualmente dentro de otro organismo y comparten su maquinaria metabólica, es decir son endosimbiontes, lo que ha dado por consecuencia que presenten una gran pérdida de su material genético.
En fin, regresando al caso de la organización de los TFs, la pregunta que se intento contestar con el trabajo previamente descrito, es como se organizan dichas proteínas y cuál es su diversidad estructural en función de los organismos donde se encuentran. Para ello, se realizaron comparaciones con herramientas computacionales hurgando en diversas bases de datos y se identificaron primeramente los FTs a partir de proteínas con evidencias experimentales. Posteriormente, se analizaron en términos estructurales y se observaron dos diferentes grupos de proteínas. Aquellas que siempre presentan la misma organización modular y aquellas que pueden tener diferentes módulos proteicos, es decir, son promiscuas. La importancia de dichas proteínas promiscuas es que permiten reconocer una mayor cantidad de señales ambientales y con ello, aseguran una respuesta más eficiente ante los retos a los que se enfrenta la célula.
También es relevante el papel de las proteínas que no son consideradas promiscuas, debido a que llevan a cabo una función similar en diversos organismos, tales como aquellas que están involucradas en el reconocimiento a hierro, un mecanismo muy conservado entre todos los microorganismos.
Para hacer la historia más interesante, la presencia de las proteínas promiscuas y no promiscuas es fundamental para todos los organismos y si le agregamos que están presentes en diversas proporciones, entonces se logra dar un paso más para entender como es que los organismos son capaces de responder ante diferentes estímulos y/o adaptarse ante los retos ambientales a los que son sometidos. La hipótesis planteada en el trabajo nos deja la idea de que las proteínas son muy diversas en forma y función y que podría verse reflejado en su organización estructural.
Figura 1. Diversidad modular (dominios) en los FTs. Los PaDos se definen como dominios acompañantes al que se une al ADN. Tomado de Pérez-Rueda y Martinez-Nuñez, 2012. The repertoire of DNA-binding transcription factors in prokaryotes: functional and evolutionary lessons. Science Progress., 95: 315-329
Referencias
Pérez-Rueda y Martinez-Nuñez, 2012. The repertoire of DNA-binding transcription factors in prokaryotes: functional and evolutionary lessons. Science Progress. 95: 315-329
Rivera-Gomez N, Martinez-Nuñez MA, Pastor N, Rodriguez-Vazquez K, Perez-Rueda E. 2017. Dissecting the Protein Architecture of DNA-Binding Transcription Factors in Bacteria and Archaea. Microbiology, 163, 1167-1178.
