N-glicosidasas y ribotoxinas: su acción metagenética. Divulgación 75 | Veterinaria Digital

N-glicosidasas y ribotoxinas: su acción metagenética. Divulgación 75

VD | 22 FEB 2015 - 00:00

N-glicosidasas y ribotoxinas: su acción metagenética. Divulgación 75

La muerte celular tiene como origen prioritario el cese del funcionamiento de los ribosomas ya sea por causas internas procedentes del propio código genético o por causas externas procedentes de substancias que inactivan la función ribosómica. Actualmente se conocen 4 grupos de substancias inactivadoras de los ribosomas:

1. Proteínas inactivadoras de los ribosomas (en adelante RIPs) son N-glicosidasas que actúan sobre el ADN genómico, ARN mensajero y ARN ribosómico, mediante la eliminación de Adenina y en consecuencia la interrupción de la síntesis proteica específica, tanto en células eucariotas como procariotas. Esto sitúa la aparición de estas substancias en una escala temporal, muy primitiva aunque no inicial, en la evolución de la vida.

Hasta la fecha se conocen dos tipos de RIPs, todas ellas de origen vegetal: De "tipo 1" (saponina S6) formadas por una cadena polipeptídica (pm 27-32 KDa) con actividad  glicosidasa y de "tipo 2" (abrina, ebulina, modecina, nigrina, racemosina, ricina, viscumina, volkesina) formadas por dos cadenas polipeptídicas (pm56-65 KDa) , una denominada A (actividad glicosidasa) y otra denominada B (con propiedades lectina)

2. Un segundo grupo de RIPs de origen fúngico (en adelante ribotoxinas proteicas) está constituido por c-sarcina y clavina (tipo I), alfa-sarcina y gigantina (tipo II), mitogilina y Asp f1 (tipo III). Todas ellas tienen estructura proteica compuesta entre 75 y 150 aminoácidos y son sintetizados por Aspergillus y Penicillium.

3. Otras dos substancias, hasta ahora no han sido calificadas ni como RIPs ni como ribotoxinas proteicas, aun teniendo estructura proteica, que actúan de igual forma. Se trata de dos toxinas bacterinas producidas por Corynebacterium diphtheriae (toxina diftérica)  y Pseudomona aeruginosa (exotoxina A)

4. Finalmente se conocen otras tres substancias inhibidoras de la síntesis proteica en los ribosomas , que no tienen estructura proteica por lo que pueden ser considerados ribotoxinas no proteicas, y que son sintetizados por actinobacterias del género Streptomyces: cicloheximidina, pactamicina y puromicina.

 

Los ribosomas son los orgánulos diana de la acción de las RIPs, ribotoxinas proteicas, ribotoxinas no proteicas e inhibidores producidos por actinobacterias. En consecuencia se  produce la inactivación de los mismos y  la ralentización o cese de la producción de las proteínas específicas y con ello la deficiente actividad o la muerte celular.

 

La opinión general es que algunas de estas substancias se  desarrollaron en una época muy primitiva, comprendida entre el inicio de la existencia de los preprocariotas y la aparición de los eucariotas, cuando no existía un sistema inmunitario salvo la producción de melaninas y el depósito de calcio en seres vivos unicelulares. En épocas evolutivas posteriores han aparecido otros inhibidores ribosomicos como lo demuestra la existencia de dos tipos diferenciados según células diana: un grupo afecta a células procariotas y eucariotas, mientras que otro grupo afecta solo a células eucariotas.

La biosíntesis natural de las cadenas de RIPs y ribotoxinas proteicas, debido a su estructura proteica,  implica la existencia de un código genético activo. Por tanto es probable que los primeros RIPs fuesen desarrollados por procariotas primitivos (esto implicaría que el código genético estuviese en la cadena del ADN circular original y este mecanismo podría ser usado en la autodestrucción de las células cancerosas), para controlar la población de sus competidores también procariotas, y posteriormente las nuevas especies evolucionadas desde los procariotas , genéticamente RIPs positivos, los usen para controlar virus, bacterias, hongos e insectos depredadores.

También se ha conseguido la producción heteróloga de RIPs y ribotoxinas proteicas transfiriendo, el trozo de código genético involucrado, a especies procariotas con facilidad de ser cultivadas en fermentadores. Las proteínas citotóxicas así obtenidas, mantienen las capacidades de glicosilación, plegamiento y formación de puentes disulfuro idénticas a las de producción homóloga (de la especie original).

La realización de estudios y la aplicación de N-glicosidasas ha estado siempre dificultada por la elevada toxicidad aguda de las primeras RIPs conocidas (abrina, modecina, ricina, viscumina y volkensina) pero recientemente se han descubierto otras RIPs menos tóxicas (ebilina, nigrina y racemosina) cuyo manejo permitirá el estudio de su mecanismo de acción metagenético y pueden ser usadas también como grupo control en los estudios de eficacia de los pronutrientes como estimulantes de la función ribosómica.

 

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