¡No es solo la doble hélice!
Peter Dockrill[i] 23
abril 2018
Por primera vez, los
científicos han identificado la existencia de una nueva estructura de ADN nunca
antes vista en las células vivas.
El descubrimiento de lo que
se describe como un «nudo retorcido» de ADN en células vivas confirma que
nuestro complejo código genético está diseñado con simetría más intrincada que
la estructura de doble hélice que todo el mundo asocia con ADN, y las formas en
que estas variantes moleculares influyen en cómo operan nuestras funciones
biológicas .
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| (Zeraati et al., Nat Chem, 2018) |
«Cuando la mayoría de
nosotros piensa en ADN, pensamos en la doble hélice», dice el investigador de
anticuerpos terapéuticos Daniel Christ del Instituto Garvan de Investigación
Médica en Australia.
«Esta nueva investigación nos recuerda que
existen estructuras de ADN totalmente diferentes, y que podrían ser importantes
para nuestras células».
El nuevo componente de ADN
que el equipo identificó se llama
estructura de motivo intercalado (i-motif), que fue descubierto por algunos
investigadores en la década de 1990, pero hasta ahora solo se había visto in vitro, no en las células vivas.
Ahora, gracias al equipo de Christ,
sabemos que el i-motif ocurre
naturalmente en las células humanas, lo que significa que la importancia de
la estructura para la biología celular, que ha sido cuestionada anteriormente,
dado que solo se ha demostrado en el laboratorio, exige nueva atención de los
investigadores.
Si su única familiaridad con las formas de ADN es la
espiral helicoidal dual, hechas famosas por Watson y Crick, la configuración
del motivo intercalado podría ser una sorpresa.
«El i-motif es un 'nudo' de ADN de cuatro cadenas»,
explica el genoma de Marcel Dinger, quien codirigió la investigación.
«En la estructura del nudo, las letras C [citosina] en
el mismo filamento de ADN se unen, por lo que esto es muy diferente de una doble
hélice, donde las 'letras' en cadenas opuestas se reconocen entre sí, y donde Cs
se unen a Gs [guanines]».
Según el Mahdi Zeraati de Garvan, el primer autor del
nuevo estudio, el i-motif es sólo una de
las estructuras de ADN que no toman la forma de doble hélice, incluidos A-DNA,
Z-DNA, triplex y cruciforme DNA - y que también podría existir en nuestras
células.
Existe otro tipo de estructura de ADN, llamado G-quadruplex
(G4) DNA, que fue visualizado por primera vez por investigadores en células
humanas en 2013, quienes hicieron uso de un anticuerpo diseñado para revelar el
G4 dentro de las células.
En el nuevo estudio, Zeraati y sus colegas
investigadores emplearon el mismo tipo de técnica, desarrollando un fragmento
de anticuerpo (llamado iMab) que podría
reconocer y unirse específicamente a los i-motif.
Al hacerlo,
destacó su ubicación en la celda con un brillo inmunofluorescente.
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| Artist's impression, overlaid on imaging of the iMab antibody (green) in the nuclei of cells (Chris Hammang) |
«Lo que más nos emocionó es que pudimos ver las manchas
verdes de los i-motif apareciendo y desapareciendo con el tiempo, por lo que
sabemos que se están formando,
disolviendo y volviendo a formar», dice Zeraati.
Mientras todavía hay mucho que aprender sobre cómo
funciona la estructura i-motif, los hallazgos
indican que los i-motivos transitorios generalmente se forman tarde en el «ciclo
de vida» de una célula, específicamente llamada fase g1 tardía, cuando el
ADN es activamente «leído».
Los i-motif también tienden a aparecer en regiones
denominadas de «promotor» (áreas de ADN que controlan si los genes se activan o
desactivan) y en los telómeros, marcadores genéticos asociados con el
envejecimiento.
«Creemos que las oscilaciones de los i-motifs dan una
pista de lo que hacen», dice Zeraati.
«Parece probable que estén allí para ayudar a activar y desactivar genes, y para afectar si
un gen se lee activamente o no».
Ahora que definitivamente sabemos que esta nueva forma
de ADN existe en las células, dará a los investigadores el mandato de descubrir qué hacen estas estructuras
dentro de nuestros cuerpos.
Como explica Zeraati, las respuestas podrían ser
realmente importantes, no solo para el i-motif, sino también para A-DNA, Z-DNA,
triplex DNA y cruciform DNA.
«Estas conformaciones de ADN alternativas podrían ser
importantes para que las proteínas en la célula reconozcan su secuencia de ADN afín y ejerzan sus funciones reguladoras»,
explicó Zeraati a ScienceAlert.
«Por lo tanto, la formación de estas estructuras
podría ser de suma importancia para que la célula funcione normalmente y
cualquier aberración en estas estructuras podría tener consecuencias
patológicas».
[i]
Traducción. Original: Scientists have confirmed a new dna structure inside living cells i motif intercalated.
Las utilización de negritas, son de la Redacción de DR.
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