¿Qué es un dedo de zinc?

Un dedo de zinc es un pliegue de proteína en forma de dedo que está formado por aminoácidos específicos en la unión de proteínas a un ion de zinc. Estas proteínas a menudo se unen al ADN y al ARN porque su forma permite una estrecha interacción del dominio con los nucleótidos del ADN y el ARN. Sus propiedades de unión a nucleótidos les permiten funcionar en la regulación de la expresión génica y en el ensamblaje del virus.

Existen varios tipos de estructuras de dedos de zinc, pero la versión más común consiste en una hélice alfa y una lámina beta, las dos estructuras secundarias más comunes en proteínas, a cada lado de al menos un ion de zinc. La hélice alfa y la lámina beta se mantienen en posición mediante residuos de cistina e histidina, coordinando el ion zinc a través de sus átomos de nitrógeno y azufre. El dedo de zinc se une al ADN, y a través de la interacción de aminoácidos en su periferia con pares de bases en el centro de la doble hélice del ADN. Es un dominio de proteína compacto, y su pequeño tamaño le permite tener una estrecha proximidad con los pares de bases de ADN.

Estas proteínas son los factores de transcripción más comunes en los organismos vivos. Un factor de transcripción es una proteína que se une al ADN y controla la transferencia de información genética al ARN. El hecho de que estas proteínas se dirijan al ADN los ha convertido en candidatos para una reingeniería intencional a fin de apuntar a secuencias de ADN de interés.

Por ejemplo, una Nucleasa de Dedo de Zinc (ZFN) es una proteína sintética que tiene un dominio de unión de dedos de zinc diseñado por fusión con una endonucleasa de restricción o enzima de escisión de ADN. El ZFN puede usarse para cortar ADN en ubicaciones específicas, y es una herramienta útil para promover la recombinación de ADN específica del sitio. Los dedos de zinc diseñados también pueden usarse como factores de transcripción artificial.

Los dominios de los dedos de zinc se encuentran en algunas proteínas virales, incluida la proteína neocapsida (NC) del virus de la inmunodeficiencia humana-1 (VIH-1). NC es un objetivo antiviral atractivo porque es importante para el ensamblaje viral y está altamente conservado. Los inhibidores que se dirigen específicamente a los dedos de zinc de proteínas virales y retrovirales podrían usarse para prevenir la replicación del virus. La obtención de compuestos antivirales de esta naturaleza es un área activa de investigación biomédica.

Estas proteínas juegan papeles importantes en el metabolismo normal de las células. Para ser efectivos, los compuestos antirretrovirales deben apuntar específicamente a las proteínas retrovirales de los dedos de zinc. Estas proteínas retrovirales tienen secuencias de aminoácidos distintas y diferencias estructurales con respecto a las proteínas celulares de los dedos de zinc, por lo que obtener inhibidores selectivos es un objetivo alcanzable.