El descubrimiento de la respuesta SOS en bacterias surgió de los experimentos realizados por Weigle y Radman, ellos observaron que bacterias de
Escherichia coli, encontradas generalmente en los intestinos animales (Fig.1), expuestas a la luz ultravioleta, producían células alargadas. Este tipo de alteraciones los llevó a proponer la existencia de un tipo de reparación que se activaba en situaciones de estrés para las bacterias e inducía la síntesis de diversas proteínas normalmente reprimidas. Llamaron a este fenómeno respuesta SOS por la señal internacional de auxilio “Save Our Souls”, ya que pensaron que se trataba de la última posibilidad de las células para sobrevivir.
Fig. 1 Imagen microscópica de E. coli presente en el tracto intestinal del hombre.
Todos los organismos están expuestos a sufrir el ataque de diversos agentes que pueden alterar la estructura química básica de su material genético, como la luz ultravioleta o incluso especies reactivas de oxígeno que se generan como producto de la respiración (Fig. 2). Para contrarrestar tal efecto a lo largo de la evolución se han desarrollado y seleccionado diferentes estrategias o mecanismos que le permiten sobreponerse a dichas eventualidades.
Fig. 2 Microscopía de la morfología de E. coli, antes de inducir la respuesta SOS.
Durante la respuesta SOS, se incrementa la expresión de un grupo de genes cuya función es la de conferir a la célula más oportunidades de sobreponerse y sobrevivir en condiciones de estrés y reparar el daño en el ADN, una de las moléculas fundamentales de la bioquímica y en palabras de Richard Dawkins, el ADN es “un libro de instrucciones para hacer un ser” o “los planos de un arquitecto para la construcción de un edificio”, la molécula maestra de la vida. Un aspecto importante en cuanto a la respuesta SOS es que su actividad se puede regular de acuerdo al grado de daño inflingido sobre el material genético. Así, el nivel de expresión de cada gen SOS varía dependiendo de la cantidad de daño que se genere al ADN.
La inducción de más de 20 genes diferentes dentro de las bacterias, durante la respuesta SOS, está bajo el control de dos proteínas maestras llamadas “RecA y LexA”, cuya función sería similar a como trabaja un interruptor de luz en donde RecA=Encendido y LexA=Apagado, pero en este caso del sistema de reparación del ADN.
Con el objetivo de comprender mejor el mecanismo por el cual se regula este sistema de reparación en las bacterias, en nuestro grupo trabajamos con E. coli, en la cual el laboratorio lleva ya una larga trayectoria y ha contribuido de manera importante en el estudio de los procesos que activan la respuesta SOS.
La importancia de diferentes genes
Hasta ahora los resultados han contribuido a establecer la importancia de diferentes genes en el procesamiento de lesiones producidas por daño al ADN, como es el caso de RecA que además de estar a cargo del control y regulación de SOS, la proteína participa en diversos procesos, todos enfocados a mantener la integridad del ADN. De hecho, es tan versátil e interactúa con tantas otras proteínas que merece una mención aparte.
Haciendo uso de novedosas técnicas de microscopía de alta resolución y el uso de proteínas fluorescentes logramos observar en tiempo real, cómo es que RecA forma filamentos dentro de la bacteria después de inducir la respuesta SOS causada por daño al ADN (Fig. 3). Es por ello que se considera a SOS como el último recurso que le queda a la bacteria para sobrevivir al daño en su material genético.
Fig. 3 Filamentos de RecA fusionada a una proteína fluorescente, después de inducir la respuesta SOS.
ºDr. Rogelio Hernández Tamayo / Esta dirección de correo electrónico está protegida contra spambots. Usted necesita tener Javascript activado para poder verla.
Departamento de Bioquímica de la Universidad de Oxford, Reino Unido.