Proteína rho

Qué es la proteína Rho

El nombre procede de la letra griega ρ (rho), siguiendo la costumbre de designar con letras de ese alfabeto a los factores que regulan la transcripción bacteriana; el factor sigma, responsable de iniciarla, se nombró con el mismo criterio. Jeffrey W. Roberts la aisló en 1969 a partir de Escherichia coli y la describió en la revista Nature bajo el nombre de «factor ρ», como una proteína capaz de provocar la liberación específica del ARN durante la síntesis in vitro.

Se trata de un homohexámero: seis copias idénticas de un polipéptido de 419 aminoácidos se ensamblan formando un anillo. Cada subunidad aporta un dominio de unión al ARN y un dominio con actividad ATPasa, de manera que el anillo completo funciona como un motor molecular capaz de convertir la energía química del ATP en desplazamiento a lo largo de una cadena de ácido nucleico.

Mecanismo de terminación

Rho reconoce zonas del transcrito naciente ricas en citosina y pobres en estructura secundaria, llamadas sitios rut (rho utilization). Solo puede cargarse sobre ARN que no esté siendo traducido por ribosomas, condición que en bacterias, donde transcripción y traducción ocurren de forma acoplada, limita su acción a tramos concretos del mensajero.

Una vez unido al sitio rut, el anillo se cierra alrededor de la cadena de ARN y la hidrólisis sucesiva de moléculas de ATP impulsa su avance en dirección 5' a 3', con un ritmo aproximado de una base por ATP consumido. Rho persigue así a la ARN polimerasa. Cuando la alcanza, desestabiliza el híbrido ARN-ADN de la burbuja de transcripción y separa a la enzima de su molde, liberando el transcrito.

Un mecanismo alternativo al de las horquillas

La terminación dependiente de Rho constituye una de las dos vías conocidas para detener la transcripción en bacterias. La otra, llamada terminación intrínseca o independiente de proteínas, se basa en una estructura de horquilla que se forma en el propio ARN y desestabiliza por sí sola el complejo de transcripción, sin necesidad de ningún factor auxiliar.

Filogenéticamente, Rho pertenece a la superfamilia de ATPasas de tipo RecA, un grupo amplio de motores moleculares que también incluye enzimas reparadoras del ADN. Está presente en prácticamente todo el dominio bacteriano, con muy pocas excepciones conocidas, y su ausencia resulta letal en la mayoría de las especies en las que se ha estudiado.

Diferenciación con términos próximos

No debe confundirse con las GTPasas Rho (RhoA, RhoB, RhoC), una familia de proteínas reguladoras del citoesqueleto propia de células eucariotas que comparte el nombre por pura coincidencia alfabética y no guarda ninguna relación estructural ni funcional con el factor bacteriano. Tampoco equivale al concepto general de factor de terminación, del que Rho es solo el ejemplo mejor caracterizado en bacterias entéricas.

El antibiótico bicyclomicina inhibe de forma específica la actividad de Rho, y se ha empleado en estudios de laboratorio como herramienta para mapear, a escala del genoma completo, qué genes dependen de este factor para terminar correctamente su transcripción.

Preguntas frecuentes

¿Por qué se llama «factor Rho»?

Por convención alfabética griega, la misma que dio nombre al factor sigma de la ARN polimerasa. No alude a ninguna propiedad química ni estructural de la proteína.

¿Es lo mismo que las proteínas Rho de la familia de GTPasas?

No. Aunque comparten nombre, son moléculas completamente distintas: el factor bacteriano actúa sobre el ARN durante la transcripción, mientras que las GTPasas Rho eucariotas regulan la organización de los filamentos de actina en el citoesqueleto celular.

¿Cómo sabe el factor Rho dónde debe terminar la transcripción?

Reconoce los sitios rut, tramos de ARN ricos en citosina y desprovistos de estructura secundaria estable, a los que se une antes de comenzar su desplazamiento hacia la ARN polimerasa.

¿Se conoce desde hace mucho tiempo?

Sí. Jeffrey Roberts lo describió en 1969, y desde entonces se ha convertido en un modelo de referencia para estudiar cómo las proteínas motoras regulan la expresión génica en bacterias.

Referencias

1. Roberts JW. Termination factor for RNA synthesis. Nature, 1969.
2. ATP-dependent motor activity of the transcription termination factor Rho from Mycobacterium tuberculosis. PMC, National Institutes of Health.
3. Structure-to-function relationships of RNA polymerases: recent advances in bacterial transcription termination. PMC, National Institutes of Health.
4. Wikipedia. Factor rho.