DESCUBREN POR QUÉ EL ADN SE ENROLLA AL ESTIRARLO Y EL ARN SE DESENROLLA

Científicos del Centro Nacional de Biotecnología y el Instituto de Física de la Materia Condensada de la Universidad Autónoma de Madrid han descubierto los mecanismos moleculares por los que el ADN se enrolla sobre si mismo al estirarlo, mientras que cuando se hace con el ARN se desenrolla.

Ambas moléculas son muy similares pero cuando se les aplica una fuerza "se comportan de un modo totalmente diferente", según han reconocido los autores de este trabajo que publica la revista 'Proceedings of the National Academy of Sciences' (PNAS), en el que han simulado ese proceso con ordenadores superpotentes para poner la lupa en su estructura atómica.

Ni el ADN ni el ARN son esas estructuras lineales perfectasque nos muestran los libros. Para realizar correctamente su función biológica necesitan estar sometidos a giros, estiramientos, y otras fuerzas físicas, ha explicado Alberto Marín, investigador y autor del trabajo.

Experimentos biofísicos ya habían demostrado que estas dos moléculas se comportan de manera diferente al aplicar una fuerza sobre ellas. Y como era de esperar, al estirar una doble hélice de ARN la molécula se desenrolla y se alarga.

Sin embargo, el comportamiento de la doble hélice de ADN es contrario a lo que dictaría la intuición, ya que al estirarla se incrementa el grado de enrollamiento sobre sí misma. Este trabajo ha permitido, por primera vez, ver cómo los átomos de los ácidos nucleicos cambian de posición al aplicar sobre ellos una fuerza de estiramiento.

Los resultados indican que cuando el ADN se estira, la distancia entre las dos cadenas de la doble hélice disminuye, haciendo la molécula más estrecha. En el caso de la doble hélice de ARN, la distancia apenas varía.
Si se reduce la distancia entre las hebras, como ocurre en el ADN, se puede entender que al estirar se produzca un superenrollamiento. Mantener una separación fija entre las dos cadenas de una doble hélice (como ocurre en el ARN) requiere necesariamente que la molécula se desenrolle al estirarla", ha explica Fernando Moreno.

Para realizar este trabajo, se ha necesitado uno de los ordenadores más potentes, el 'MinoTauro' perteneciente a la Red Española de Supercomputación (RES), y el desarrollo de una nueva metodología de simulación para determinar la respuesta mecánica y millones de horas de trabajo de esta máquina han permitido realizar esta simulación.

Según los autores, el modelo atómico resultante de su investigación sugiere que, en última instancia este comportamiento del ADN que parece contrario a la intuición (enrollarse al ser estirado) está relacionado con la pequeña pero fundamental diferencia que lo distingue del ARN, la ausencia de un grupo hidroxilo.

Además, creen que explicar la respuesta mecánica de ambas moléculas a nivel atómico puede ayudar a entender en gran profundidad su funcionamiento. "Estas simulaciones por ordenador pueden suponer una herramienta muy poderosa para desvelar cambios de funcionalidad biológica asociados a cambios estructurales", concluyen los autores.

Fuente: Diario de Navarra