Clonación del,gen uvrB, operón Moa y requerimientos del complejo UvrABC durante la mutagénesis por quinolonas en cepas de Salmonella typhimurium (~uvrB y ~moaA~E)

Resumen

RESUMEN

Dada la importancia clínica de las quinolonas en el control de enfermedades infecciosas y las posibles implicaciones que puede tener el hecho de que estas moléculas sean agentes mutagénicos en bacterias, el presente estudio se ha centrado en profundizar en los mecanismos de mutagénesis, utilizando la ciprofloxacina como molécula modelo. En lo que se refiere a los mecanismos de mutagénesis, se ha demostrado que para la mutagénesis inducida por ciprofloxacina, se requiere que las bacterias posean un sistema de reparación de escisiónde nucleótidos (NER) funcional, descartándose que el operón moa, el cual codifica genes de biosíntesis de cofactores de molibdeno, tenga algún papel en dicha mutagénesis. Estos resultados corroboran estudios anteriores, que sugerían la participación de! sistema NER en dicha mutagénesis, e indican que probablemente otros genes deleccionados en las cepas de ensayo de S. enterica Typhimurium TAI04 y TA2659 distintos del uvrB, no deben tener un papel importante en la mutagénesis mediada por las quinolonas. Elconjunto de estos resultados indica que las quinolonas deben producir diferentes tipos de lesiones en el DNA de las células bacterianas. Así, la interacción de la molécula de quinolona con el complejo DNA - DNA girasa debe generar un tipo de distorsión análoga a un enlace intercatenario, dando lugar a una lesión premutagénica. Dicha lesión puede ser procesada por el sistema NER y convertirse en una lesión mutagénica sobre la cual actuaría una DNA polimerasa tendiente al error, análoga a MucAB y que introduciría una mutación. Este mecanismo de mutagénesis debe ser común a este tipo de moléculas. En atención a estos resultados se discute las posibles implicaciones de la exposición de las poblaciones de patógenos a bajas dosis de quinolonas y se propone este tipo de estudio como clave para el desarrollo de nuevas moléculasde esta familia de antimicrobianos, los cuales deberían presentar una mejor actividad antibacteriana junto a una baja capacidad de introducir mutaciones.

Palabras clave: Clonación, operón, mutagénesis, quinolonas, NER, Salmonella typhimurium.

ABSTRACT

Given the clinic importance of the quinolones in the contral of infectious diseases and their possible involvement in the bacterial mutagenesis, this study has been focused to gain insight into the mutagenesis mechanisms using ciprafloxacin as a model. In reference to the mutagenic mechanisms, it has been shown that bacteria must own a functional nucleotide excision repair system (NER) for taking part the ciprofloxacinin duced mutagenesis. Further more, it has been rule out that moa operan, which codifíes genes participating inthe biosynthesis of molybdenum cofactors, has a role in such mutagenesis pracess.These results support early studies which suggested the participation of NER in the above mentioned mutagenesis and indicate that likely other deleted genes apart fram uvrB in the tester strains TA 104 andTA2659 of Salmonella typhimurium may not have an important role in the quinolones mediated mutagenesis.All these results together indicate that quinolones have to praduce different kinds of DNA lesions in bacterial cells. Thus the interaction of quinolone molecule with the DNA-DNA gyrase complex has to generate a type of distortion analogue to an interchain bond, giving rise to a premutagenic lesiono This lesion can be processed by the NER system and be come a mutagenic lesion that could be by passed by an error-prone DNA polymerase (as MucAB) intraducing a mutation. Such mutagenic mechanism has to be common to that kind of molecules.Having in mind this results the possible implications of the pathogen population exposition to low doses of quinolones is discussed, and it is proposed that these studies are key for the development of new quinolone molecules, which should present both a hígher antibacterial and a low capability of mutagenic activities.

Key words: Cloning, operan, rnutagenesis, quinolones, NER, Salmonella ryphimunum.