Elementos genéticos móviles y su relación con la inmunidad adquirida

Alexis Mendoza-León

En el genoma de organismos procariotes, ej. bacterias, al igual que el de organismos eucariotas, ej. organismos vertebrados, es notorio la presencia de elementos genéticos móviles o de transposición (EGM), se ha estimado una representatividad de 20-30% del genoma de algunas bacterias y entre un 30-70% del genoma de mamíferos y de algunas planta. Estos EGM están representados por  secuencias de DNA portadoras de la información para la expresión de enzimas como por ej. integrasas, recombinasas o transposasas, que median su integración en el genoma hospedador. Algunos de estos elementos incluyen DNA extracromosómico o plásmidos, DNA adquirido de infecciones virales, elementos de transposición o transposones, o retroposones que son secuencias de DNA que se han generado a partir de RNA mediante la actividad de síntesis de la enzima transcriptasa reversa. Muchos de estos EGM pueden tener en su secuencia de nucleótidos información genética importante para la sobrevivencia celular, ejemplo de ellos son los transposones portadores de genes de resistencia a antibióticos.

Recientemente, se ha puesto en evidencia tanto en organismos procariotes como eucariotes la contribución de estos EGM en la evolución de la inmunidad adaptativa.^1,2

Todos los organismos tienen una plétora de mecanismos de protección con gran especificidad, que conforman la inmunidad innata y la inmunidad adaptativa. La inmunidad innata está relacionada con la defensa contra un amplio rango de patógenos, mientras que la adaptativa está diseñada para patógenos específicos y su carácter fundamental es la memoria inmunológica.³ En microorganismos, los mecanismos de inmunidad innata incluyen el sistema de modificación-restricción entre otros, y recientemente, se ha identificado un mecanismo de inmunidad adaptativa, el sistema CRISPR-Cas (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeat-associated protein), originado de una familia de EGM denominada caspason. ^1,4 El sistema se encuentra formado por una agrupación de repeticiones de DNA, intercaladas con regiones espaciadoras no repetidas derivadas de varios elementos móviles (Casette), donde puede integrarse DNA extraño, por ej. aquel proveniente de una infección viral, mediante actividad de una integrasa o transposasa (proteína Cas); posterior transcripción de esta región donde se incorporó el DNA, genera un RNA guía (RNAg) que reconocerá y eliminará en forma eficiente en una nueva invasión el DNA extraño (memoria).

En vertebrados, la inmunidad adaptativa es producto de la adquisición de receptores antigénicos específicos por parte de los linfocitos T y B. El repertorio de receptores de inmunoglobulinas se genera por recombinación e hipermutación de 3 regiones denominadas: variable (V), diversidad (D) y Unión (J), que conforman el sistema V(D)J; tal recombinación es mediada por el sistema de recombinasas RAG1-RAG2. Este sistema tiene su origen en una familia de transposones llamada Transibs. ^1,2,4

En ambos sistemas CRISPR-Cas en microorganismos y V(D)J en vertebrados, la inserción de un EGM el cual es donante tanto del sitio de inserción de DNA como la actividad enzimática (recombinasa o transposasa), tiene un papel esencial en la inmunidad adaptativa.

 

NOTA:

Finalmente, quiero desearles a mis colegas, amigos, y público en general lectores de Piel-L, y a los seguidores de mi sección Ventana Molecular, un feliz año 2015, salud para disfrutarlo y consecuente con nuestros principios para la construcción del país que deseamos y merecemos

Alexis Mendoza-León, PhD.
Email: [email protected]

Referencias

1. Koonin EV & Krupovic M (2014). http://goo.gl/AFsCHs.
2. Koonin EV & Krupovic M (2015). http://goo.gl/Nng3aw
3. Tapia FJ, Rodríguez OL, Díaz NL. “Principios de Inmunología Básica y la Piel”. En: “Dermatología”.Tincopa-Wong O. (editor), Editorial Revistas Especializadas MADCORP, Lima, 2010, pp. 27-45
4. Barrangou R & Marraffini (2014). http://goo.gl/yYuBtc

Imagen tomada de Referencia 2