MADRID 26 Nov. (EUROPA PRESS) -
Investigadores de la Universidad de Durham (Estados Unidos), la Universidad Jagellónica (Polonia) y el Centro John Innes (Reino Unido) han logrado un gran avance en la comprensión de la ADN girasa, una enzima bacteriana vital y un objetivo antibiótico clave, que abriría una nueva vía para el desarrollo de antibióticos.
Esta enzima, presente en las bacterias pero ausente en los humanos, juega un papel crucial en el superenrollamiento del ADN, un proceso necesario para la supervivencia bacteriana. Así, utilizando microscopía crioelectrónica de alta resolución, los investigadores lograron revelan detalles sin precedentes de la acción de la girasa sobre el ADN, abriendo potencialmente las puertas para nuevas terapias con antibióticos contra bacterias resistentes.
La ADN girasa funciona como una pequeña máquina molecular que retuerce y estabiliza cuidadosamente el ADN bacteriano. Esta torsión, conocida como superenrollamiento, es similar a enrollar una banda elástica: a medida que se retuerce, se enrolla cada vez más. A diferencia de una banda que se desenrollaría si se liberara, la ADN girasa estabiliza la forma retorcida del ADN, haciéndolo funcional para las bacterias.
La enzima envuelve el ADN en un bucle en forma de 'ocho', luego rompe con precisión y pasa las hebras unas a otras, sellándolas nuevamente después. Este es un proceso delicado: si el ADN permaneciera roto, sería letal para las bacterias. Los antibióticos como las fluoroquinolonas aprovechan esta vulnerabilidad al impedir la resellación del ADN, lo que mata a la célula bacteriana. Sin embargo, la resistencia a estos antibióticos está aumentando, por lo que es urgente comprender mejor cómo funciona la girasa.
En este contexto, utilizando microscopía crioelectrónica de última generación, el equipo capturó una instantánea de la girasa en funcionamiento, revelando cómo envuelve el ADN a través de brazos de proteína extendidos para formar la forma de ocho. Este hallazgo actualiza la visión convencional del mecanismo de la girasa, que se ha estudiado durante décadas. Las imágenes muestran la enzima como un sistema de múltiples partes altamente coordinado, en el que cada pieza se mueve en una secuencia precisa para lograr el superenrollamiento del ADN.
Al reflexionar sobre los hallazgos del estudio, publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), el coautor, el profesor Jonathan Heddle de la Universidad de Durham, comenta que "los resultados sugirieron que la posición exacta y el orden de las partes móviles complejas de la enzima durante el proceso de superenrollamiento no eran exactamente como pensábamos anteriormente, y esto podría afectar la forma en que diseñamos nuevos inhibidores".
Este descubrimiento no sólo mejora nuestro conocimiento de la biología bacteriana, sino que también promete nuevos antibióticos diseñados para bloquear la girasa de una manera más específica, eludiendo los mecanismos de resistencia existentes. Con esta estructura de alta resolución como guía, los investigadores pretenden tomar instantáneas adicionales de la enzima en varias etapas, construyendo una película molecular de cómo funciona la girasa. Este enfoque detallado podría ayudar al desarrollo de antibióticos de próxima generación que sean más precisos y eficaces para detener las infecciones bacterianas.
