SE AVERIGUA EL MECANISMO QUE PERMITE AL ADN PLEGARSE EN LAZOS EN LOS CROMOSOMAS

El mecanismo por el que las moléculas de ADN se pliegan en bucles dentro de los cromosomas ha sido descubierto por un equipo del Instituto de Biología Molecular de Barcelona del CSIC (IBMB) del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC). El estudio, que se publicó en The EMBO Journal, avanza nuestro conocimiento sobre el funcionamiento de los complejos de proteínas SMC, nanorobots de ADN reales que han controlado la estabilidad y la arquitectura de los cromosomas desde tiempos prehistóricos.

El tiempo que las moléculas de ADN pueden plegarse en estructuras compactas altamente organizadas llamadas cromosomas es una de las características más fascinantes de la arquitectura de los genomas. Por ejemplo, las moléculas de ADN que se encuentran en los cromosomas de una célula humana, que tienen un tamaño de unas pocas micras (millonésimas de metro), miden varios centímetros de largo. El ADN está dispuesto en miles de bucles para lograr este plegamiento, lo que permite reducir significativamente la longitud del ADN sin afectar la accesibilidad de los genes que contiene. Los complejos proteicos SMC (mantenimiento estructural de los cromosomas), que tienen la capacidad de unirse a cualquier punto del ADN y extruir un bucle de ADN desde ese punto, son los encargados de producir estos bucles de ADN de forma regular y ordenada.

Todavía no está claro cómo funciona el proceso de extrusión del bucle de ADN. Para que el bucle de ADN aumente de tamaño hasta que colisione, por ejemplo, con el complejo SMC del bucle vecino, se sabe que este mecanismo requiere que los complejos SMC sujeten firmemente el ADN por un lado y lo empujen activamente por el otro. otro. En este estudio, se ha demostrado que la condensación, un complejo SMC esencial en todas las células eucariotas, es capaz de extruir ADN y, por lo tanto, provocar el crecimiento de lazos. El estudio está liderado por el investigador del CSIC Joaquim Roca, y sus primeras autoras son Belén Martínez, Silvia Dyson y Joana Segura. dinámica de lazada.

Según una investigación de IBMB, la condensina interactúa con el ADN en tres sitios de unión diferentes para provocar la extrusión del bucle. Estos tres sitios están dispuestos de modo que el primero ancla un extremo del bucle de ADN y los otros dos lo ayudan a crecer. Estos dos sitios se mueven repetidamente dentro y fuera del otro para hacer cambios mínimos en el ADN. Cada uno de estos pellizcos se transforma en un pequeño paso que aumenta el diámetro del bucle que se sujeta en primer lugar. Cada pizca de este mecanismo para deslizar el ADN puede abarcar decenas o cientos de pares de bases de ADN utilizando muy poca energía.

Este descubrimiento fue posible gracias al hecho de que cada pellizco deforma el ADN en un pequeño bucle a la izquierda, que se puede ver y medir en un entorno de laboratorio.

"Los complejos de proteínas SMC son cruciales y están altamente conservados en todas las células, incluidas las de eucariotas, arqueas y bacterias. Estos complejos pueden haber comenzado a formarse tan pronto como se hizo difícil plegar y organizar las largas moléculas de ADN que forman los genomas". Según Joaquim Roca, el mecanismo de extrusión en bucle parece haber sido la mejor solución a este problema y por ello ha sido mantenida a lo largo de la evolución.

Fuentes: CSIC, The EMBO Journal.