Endonucleasa homing

Las endonucleasas homing o 'buscador de objetivos de endonucleas'a (adaptación al español del término inglés homing endonucleases)^[1]​ son un tipo especial de enzimas de restricción codificadas por intrones o inteínas, que actúan sobre el DNA de la propia célula que las sintetiza. Más concretamente, en el alelo opuesto al gen que las codifica. La palabra homing alude al movimiento o traslado de esos intrones o inteínas hacia dicho alelo.^[2]​

Con respecto a las enzimas de restricción tradicionales (en adelante "enzimas de restricción"), las endonucleasas homing se diferencian en:^[3]​

El sistema de nomenclatura que se ha adoptado es similar al de las enzimas de restricción con algunos añadidos:

Como ejemplo, podemos citar la enzima PI-TliII, segunda enzima codificada en una inteína descubierta en el organismo Thermococcus litoralis; o H-DreI, primera endonucleasa homing artificial creada en el laboratorio a partir de las enzimas I-DmoI y I-CreI de Desulfurococcus mobilis y Chlamydomonas reinhardtii, respectivamente.

Aunque el origen y la función de las endonucleasas homing todavía se encuentra en proceso de investigación, las últimas hipótesis los consideran como elementos genéticos egoístas,^[10]​ tales como los transposones, ya que estas enzimas facilitan la autoperpetuación del elemento genético al que pertenecen sin que haya sido muy claro determinar que esto ofrece una ventaja selectiva al organismo:

La secuencia de reconocimiento a la que se unen es lo suficientemente larga como para que su presencia aparezca al azar con una probabilidad muy reducida (aproximadamente cada 7•10¹⁰ pb),^[11]​ encontrándose habitualmente una única repetición de esta secuencia por genoma, concretamente en el gen que codifica la endonucleasa (HEG, de "homing endonuclease gene"). Este HEG se encuentra precisamente en medio de la secuencia de reconocimiento de la enzima que codifica, interrumpiéndola e impidiendo por tanto el corte en el DNA que lo porta.

En la situación inicial previa a la transmisión, un alelo porta el gen (el cual es denominado "alelo HEG⁺") mientras que el otro no ("alelo HEG^-"), siendo por tanto susceptible este último de ser cortado por la enzima. Una vez la enzima es sintetizada ejerce su acción rompiendo el cromosoma en el alelo HEG^-, a lo cual responde el sistema de reparación del DNA celular por medio de recombinación, utilizando como patrón el DNA intacto del alelo opuesto HEG⁺ para reparar el daño. Este DNA que es utilizado como patrón contiene el gen de la endonucleasa. De esta manera, el gen es copiado en el alelo que inicialmente no lo tenía.^[12]​

Este proceso es conocido por su denominación anglosajona "homing".^[12]​

Actualmente, se reconocen 4 diferentes familias estructurales, atendiendo a sus motivos conservados:^[3]​

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