Hemos logrado observar por primera vez la reparación del ADN en tiempo real
Al escuchar la palabra ADN, lo primero que se viene a nuestra mente es el “santuario de la vida”, y no resulta para nada descabellada la relación de ideas, pues es esta molécula la que dicta las instrucciones para la vida en todos los seres vivos.
Sin embargo, el hecho de que sea una molécula muy dinámica, la hace susceptible a alteraciones en su estructura y secuencia, lo cual podría resultar catastrófico para cualquier forma de vida, pues si bien en estos cambios están las bases de la evolución, alteraciones irreparables en ciertas regiones del ADN pueden llevar a cualquier individuo, incluidos los humanos, al desarrollo de enfermedades como el cáncer.
Por fortuna contamos con los mecanismos necesarios para que se lleve a cabo la reparación de estas alteraciones, los cuales han sido estudiados por los científicos durante mucho tiempo, pero hasta ahora permanecían en incógnita algunos aspectos relevantes en el proceso de reparación de la “molécula maestra”.
Al realizar un marcaje fluorescente en ciertas enzimas (proteínas especializadas en la catálisis metabólica) y en algunas secuencias del ADN, los biólogos moleculares de la Universidad de Uppsala en Suecia han analizado cómo se efectúa el proceso de reparación en tiempo real llevado a cabo por la bacteria Escherichia coli.
Dentro de la gran diversidad de enzimas que orquestan la correcta reparación del ADN, la recombinasa RecA juega un papel fundamental, al comparar secuencias de nucleótidos para garantizar que no haya errores en el material genético, a través de un complejo proceso que los biólogos moleculares llaman “recombinación homóloga”.
Cuando ocurre una ruptura en la doble hélice del ADN, un complejo proteico sensa el daño y realiza los preparativos iniciales para que RecA pueda posicionarse y comenzar a trabajar; en un breve lapso, los filamentos “rotos” se encuentran y la enzima RecA comienza a hacer su trabajo. Sin embargo, la forma en que estos filamentos gestionan su búsqueda habían sido un misterio por más de 50 años… hasta hoy.
Ahora, el equipo de investigadores de Uppsala encabezado por el profesor Johan Elf finalmente ha encontrado la solución a este enigma de búsqueda. Al hacer crecer varias células bacterianas de E. coli en un chip de cultivo de microfluido y utilizando una herramienta basada en CRISPR, los investigadores han podido rastrear y documentar el trabajo efectuado por las proteínas RecA, logrando la obtención de imágenes de todo el proceso de recombinación homóloga de principio a fin en tiempo real, concluyendo que todo el proceso de reparación tiene una duración aproximadamente de 15 minutos.
“Podemos ver la formación de una estructura delgada y flexible que sobresale del sitio de rotura justo después del daño del ADN. Nuestro modelo sugiere que esta es la clave para una reparación de homología rápida y exitosa”, explica en un comunicado el Dr. Arvid Gynnå, del Departamento de Biología Celular y Molecular de la Universidad de Uppsala y coautor del estudio publicado en Nature.
Si bien el proceso fue estudiado en la bacteria E. coli, el hecho de que la reparación por homología se manifieste en casi todos los seres vivos, incluido el humano, da una fuerte herramienta para estudiar más a fondo los mecanismos que pueden inducir al cáncer y formación de tumores, y con ello poder desarrollar nuevos tratamientos para combatir este conjunto de enfermedades.
La investigación ha sido publicada en Nature.
