Diferença entre transposases bacterianas e integras retrovirais

Diferença chave - bacteriana Transposases vs Integrais Retrovirais
 

O material genético transportável evoluiu com duas estratégias principais para passar de uma região para a próxima região dentro e entre os genomas. Um método é deslocar através de uma molécula de RNA antes da formação de uma molécula de DNA, enquanto a outra via envolve intermediários de DNA. Transposases e integrases virais são exemplos desse material genético transponivel. As transposases bacterianas se ligam ao final dos transposons e facilitam a catálise do movimento do transposon para outra parte do genoma através de vários mecanismos. As integrase retrovirais são enzimas que auxiliam na integração do material genético de retrovírus, como o HIV, no material genético (DNA) da célula hospedeira que infecta. Isto é o diferença chave entre transposases bacterianas e integrase retroviral.

CONTEÚDO

1. Visão geral e principais diferenças
2. O que são transposases bacterianas
3. O que são Integrase Retrovirais
4. Semelhanças entre transposases bacterianas e integrase retroviral
5. Comparação lado a lado - transposases bacterianas versus integras retrovirais em forma de tabela
6. Resumo

O que são transposases bacterianas?

Transposase pode ser definida como uma enzima ligada ao final dos transposons que facilita a catálise do movimento do transposon para outra parte do genoma através de vários mecanismos. Tais mecanismos incluem 'mecanismo de recortar e colar' e 'mecanismo de transposição replicativa'. A transposase foi introduzida pela clonagem da enzima necessária para a transposição do transposon Tn3. Duas importantes estratégias foram utilizadas pelos elementos genéticos transponíveis para o deslocamento entre os genomas ou de um local para outro. O transporte através de um intermediário de RNA antes da síntese de uma cópia de DNA é uma estratégia enquanto a outra está sendo ligada apenas aos intermediários de DNA. As reações de recombinação envolvidas na integração de ambos os elementos ocorrem devido a enzimas específicas do elemento. Assim, em uma instância de elementos de DNA, essas enzimas são conhecidas como transposases, enquanto em uma instância de elementos de RNA são conhecidas como integrase.

Ao comparar as diferenças entre as duas estratégias de transposição, o processo de inserção parece ser idêntico quimicamente. Porém, evidências recentes propõem que certas semelhanças no mecanismo de integração sejam observadas nas regiões das sequências de aminoácidos que formam um sítio ativo; o motivo DDE. Atualmente, cinco famílias de transposases estão sendo classificadas, mas o número de famílias ainda está para aumentar com novos caracteres de transposase. As famílias incluem DDE transposase, Tirosina (Y) transposase, Serina (S) transposase, Rolling circle transposase, Transcriptases reversas / endonucleases (RT / En) etc. Essas famílias utilizam mecanismos catalíticos exclusivos para a quebra e a junção do DNA. A transposase DDE envolve o mecanismo de recortar e colar do transposon original e carrega três conjuntos de aminoácidos conservados, a saber; aspartato (D), aspartato (D) e glutamato (E). As transposases da tirosina também envolvem o mecanismo de recortar e colar pela utilização do resíduo de tirosina, que é específico do local.

Figura 01: Transposases bacterianas

As serina transposases envolvem um intermediário de DNA circular e executam o mecanismo de recortar e colar da mesma forma que as famílias acima. A transposase do círculo rotativo envolve o mecanismo de cópia em que uma única fita é diretamente copiada no local de destino através da replicação do DNA. Isso garante que o fio de modelo e o fio copiado tenham um fio que é sintetizado recentemente. As transcriptases reversas / endonucleases transposase possuem vários mecanismos de transposição.

O que são integrases retrovirais?

No contexto da Integrase retroviral, é considerada uma enzima retroviral que auxilia na integração do material genético de retrovírus, como o HIV, no material genético (DNA) da célula infectada. Essas integrase retrovirais costumam ser confundidas com integrase de fago. Exemplos para integrase de fagos são λ integrase de fagos. Mas essas são enzimas completamente diferentes e não devem ser confundidas. No que diz respeito à formação do complexo de pré-integração retroviral, a integrase retroviral desempenha um papel importante. As proteínas da integrase retroviral geralmente consistem em três (03) domínios canônicos. Esses domínios são conectados por vinculadores flexíveis.

Os três domínios incluem um domínio de ligação ao zinco no terminal N, onde três feixes helicoidais são conectados e estabilizados através da coordenação com o envolvimento de um Zn²⁺ cação, um domínio do núcleo catalítico da dobra de RNase H e um domínio de ligação ao DNA do terminal C, que é uma dobra de SH3. Por investigação e através de informações bioquímicas e estruturais, sugere que a integrase retroviral tem a capacidade de funcionar como um dímero de dimmers (tetrâmero). No contexto da multimerização e ligação ao DNA viral, todos os três domínios da proteína integrase retroviral. A principal função da integrase retroviral é inserir seu material genético no DNA do hospedeiro. Este passo é o passo mais crucial na replicação viral do vírus HIV. Uma vez integrado com sucesso, ele estará presente no DNA cromossômico da célula pelo resto de sua vida útil..

Figura 02: Integrase retroviral

Portanto, uma vez integrado, não há retorno para a célula. Estas integrações retrovirais envolvem a catalisação de duas reações principais, incluindo o processamento da extremidade 3 'e a ligação covalente. Durante o processamento da extremidade 3 ', 2-3 nucleotídeos de ambas as extremidades 3' do DNA viral são removidos com a intenção de revelar os dinucleotídeos CA das extremidades 3 'do DNA viral e, durante a ligação covalente, as extremidades 3' processadas de DNA viral são ligados covalentemente ao DNA cromossômico do hospedeiro.

Qual é a semelhança entre transposases bacterianas e integras retrovirais?

• As transposases bacterianas e as integras retrovirais têm sequências de aminoácidos semelhantes.

Qual é a diferença entre transposases bacterianas e integras retrovirais?

Transposases bacterianas vs integras retrovirais
A transposase bacteriana é uma enzima ligada ao final dos transposons, facilitando a catálise do movimento do transposon para outra parte do genoma através de vários mecanismos.	As integrações retrovirais são consideradas uma enzima retroviral que auxilia na integração do material genético de retrovírus, como o HIV, no material genético (DNA) da célula infectada.
Regiões vinculativas
São necessárias regiões de ligação específicas altas para as transposases bacterianas.	Menos ou nenhuma sequência de nucleotídeos necessária para a ligação.

Resumo - Bacteriano Transposases vs Integrais Retrovirais 

As transposases bacterianas são consideradas uma enzima retroviral que auxilia na integração do material genético de retrovírus, como o HIV, no material genético (DNA) da célula infectada. Duas importantes estratégias foram utilizadas pelos elementos genéticos transponíveis para o deslocamento entre os genomas ou de um local para outro. Atualmente, cinco famílias de transposases estão sendo classificadas, mas o número de famílias ainda está para aumentar com novos caracteres de transposase. Integrase retroviral, é considerada uma enzima retroviral que auxilia na integração do material genético de retrovírus, como o HIV, no material genético (DNA) da célula infectada. As proteínas da integrase retroviral geralmente consistem em três (03) domínios canônicos. A principal função da integrase retroviral é inserir seu material genético no DNA do hospedeiro. Este passo é o passo mais crucial na replicação viral do vírus HIV. Portanto, uma vez integrado, não há retorno para a célula. Esta é a diferença entre transposases bacterianas e integrase retroviral.

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Referência:

1. Vigil-Stenman, Theoden, et al. "Alta abundância e expressão de transposases em bactérias do mar Báltico." The ISME Journal, vol. 11, n. 11, 2017, pp. 2611-2623., Doi: 10.1038 / ismej.2017.114.
2.Polard, P e M. Chandler. "Transposases bacterianas e integrase retroviral". Molecular microbiology., Biblioteca Nacional de Medicina dos EUA, janeiro de 1995. Disponível aqui  
3.Andrake, Mark D. e Anna Marie Skalka. "Integrase retroviral: então e agora." Revista Anual de Virologia, vol. 2, n. 1, setembro de 2015, pp. 241-264., Doi: 10.1146 / annurev-virology-100114-055043.

Cortesia da imagem:

1. 'Cortar e colar mecanismo de transposição' Por Alana Gyemi, (CC BY-SA 4.0) via Commons Wikimedia  
2.'PDB 1wjd EBI 'Por Jawahar Swaminathan e funcionários da MSD no Instituto Europeu de Bioinformática (Domínio Público) via Commons Wikimedia