¿Qué son?

Los dedos de zinc o ZF son estructuras super-secundarias que se encuentran en gran cantidad de las proteínas pertenecientes a las células eucariotas. Pertenecen a las metaloproteínas y se predice que existen unos 1500 dominios en 1000 proteínas diferentes. El termino fue acuñado por Miller, McLauhian y Klug en 1985 durante un estudio del ADN en el que Klug se daría cuenta de que varios segmentos de aminoácidos se plegaban a su aire alrededor de un ion de cinc . Como se ha dicho, existen principalmente en las células eucariotas y ayudan en procesos esenciales como la traducción de la proteína, la transcripción genética, el metabolismo, la muerte voluntaria de la célula etc...

Estructura

 Está imagen nos presenta la estructura de un dedo de zinc, es usualmente conservada, las regiones suelen poseer de 30 a 60 aminoácidos, la cual se encuentra entre dos laminas denominadas ββα  que forman una horquilla y una hélice alfa. Esta estructura se estabiliza mediante enlaces hidrofóbicos, y la coordinación del átomo de Zinc (Zn) gracias a los residuos C (cisteína) y H (histidina), pero existen dedos que se forman con más de un átomo de zinc o el orden de los residuos. Pueden encontrarse repetidos y en línea dentro de la misma proteína, la manera de diferenciarlos es por sus residuos aminoacídicos, indispensables para su funcionamiento. 

Tipos

C2H2: son los más comunes y el representado en la imagen anterior, la bola verde siendo el átomo de ZN y los colores amarillo y azúl oscuro representando C y H,  principalmente interactuan con el ADN y el ARN. Contienen de 25 a 30 residuos aminoacídicos.

C2H: encontradas principalmente en el ARN y la cápside de retrovirus y su función principal es el empaquetamiento de ARN.

C4 (lazo o cinta): pertenecen a enzimas encargadas de la replicación y transcripción del ADN.

C4 (GATA): regula la expresión en numerosos tejidos durante el desarrollo celular.

C6: Propio de las levaduras (proteína GAL4)

C3HC4/C3H2C3: se encuentran en numerosas proteínas animales y vegetales, como el RAD5 o el RAG1.

H2C2: Observadas en las intergrasas de los retrovirus y retrotransposones.

También pueden ser clasificados por su forma, como el nudillo o la clave de sol.

Importancia biotecnológica.

Los dedos de zinc han ayudado en los avances tecnológicos, gracias a la creación de dedos de zinc específicos se han conseguido cosas como la terapia génica en humanos, cultivar plantas como el tabaco, añadir genes a cadenas de ADN o la creación de formas alélicas. Como veremos a continuación también se están intentando utilizar para curar alguna enfermedad.

Funciones

Su función principal ayuda con la lectura, escritura y transcripción del ADN, pero también son usadas por algunas hormonas que participan en la homeostasis de crecimiento de todo el organismo. También forman parte de funciones como la regulación de apoptosis o la muerte celular programada al igual que se usan para la unión de lípidos y las interacciones entre proteínas. Pero se ha buscado otro uso para estas estructuras. Por ejemplo se están intentando usar para "curar" la enfermedad de Huntington, Esta enfermedad actualmente no tiene cura, es hereditaria y desgasta las células nerviosas causando cosas como movimientos descontrolados, torpeza o la pérdida del equilibrio...

Se ha conseguido la creación de dedos de zinc sintéticos ajustables y empaquetables los cuales se pegarían a la secuencia de CAG del gen de la enfermedad. El problema principal es que  no se pueden meter en células o píldoras y por ello no llegan al cerebro. Se ha intentado crear secuencias de ADN con los dedos sintéticos usando el virus AAV como portador. Esto consigue reducir la actividad de los genes que contienen estas secuencias CAG pero el procedimiento afectaría a una pequeña cantidad de otras cadenas CAG no relacionadas con el virus. Hasta ahora se intenta usar a un ratón para las pruebas. Mientras que la mayoría de gente busca la solución relacionada con el ARN para esta enfermedad.

Bibliografía:

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Para los curiosos, este vídeo explica de manera detallada la enfermedad de Huntington.