La estructura de doble hélice se ha convertido prácticamente en sinónimo de ADN, pero no es la única forma en que largas cadenas de información genética se almacenan en un espacio reducido. Ahora, investigadores del Imperial College de Londres han vinculado una acumulación de G-cuádruple con otra enfermedad humana: un trastorno genético poco común conocido como síndrome de Cockayne (SC).
Además de la clásica doble hélice, los investigadores han descubierto recientemente una gran cantidad de otras configuraciones de cadenas de ADN, incluido el ADN de cuádruple hélice, que forma estructuras en forma de nudos llamadas G-cuádruple.
Si bien muchas de estas nuevas configuraciones solo se han observado en células en placas de microscopio, recientemente se han observado G-cuádruple en células humanas vivas. Sin embargo, no se han descubierto sus posibles funciones.
Ahora, científicos del Centro de Investigación Molecular del Imperial College de Londres han observado una proteína llamada Síndrome B de Cockayne (CSB) que interactúa preferentemente con un tipo específico de G-cuádruple . Estos G-cuádruple especiales surgen cuando interactúan partes distantes del ADN, algo que los investigadores pensaban que era imposible de formarse dentro de las células.
Las proteínas CSB que funcionan normalmente no causan ningún efecto nocivo, pero las mutaciones del gen que produce la proteína CSB pueden ocasionar el síndrome de Cockayne, un trastorno fatal del envejecimiento prematuro, que mata a muchas personas antes de la edad adulta.
El equipo descubrió que las proteínas CSB con mutaciones que causan el síndrome de Cockayne ya no pueden interactuar con los G-cuádruple de largo alcance. Si bien aún no saben por qué podría suceder esto, los resultados del equipo, publicados en el Journal of the American Chemical Society, sugieren que estos G-cuádruple de ADN de largo alcance están específicamente vinculados con el papel funcional de CSB.
Interacciones más complejas
El investigador principal, Marco Di Antonio del Departamento de Química del Imperial College de Londres, declaró: “muestro ADN genómico tiene más de dos metros de largo, pero está comprimido en un espacio de solo unas pocas micras de diámetro. Por lo tanto, no debería sorprendernos que existan formas en las que las estructuras en bucle de largo alcance se aprovechan para comprimir el ADN en interacciones más complejas de lo que imaginamos. Todavía hay mucho que no sabemos sobre el ADN -completó-, pero nuestros resultados muestran que cómo y dónde se forman las estructuras G-cuádruple afectan su función, haciéndolas más importantes biológicamente de lo que se pensaba”.
Las hebras de ADN son increíblemente largas y están enrolladas en estructuras estrechas para caber dentro de las células. Anteriormente, los investigadores habían asumido que los G-cuádruple se forman solo a partir de regiones de ADN que se encuentran una al lado de la otra. Sin embargo, el equipo descubrió G-cuádruple que se forman a partir de partes de la cadena de ADN que están espacialmente distantes entre sí.
Son estos G-cuádruple los que interactúan específicamente con la proteína del síndrome de Cockayne.
El equipo del Imperial College de Londres han descubierto que la forma mutada de CSB que causa el síndrome de Cockayne se atrae específicamente a los G-cuádruple que unen porciones distantes de ADN.
A continuación, los investigadores quieren obtener imágenes para determinar exactamente qué hace la relación: si el CSB ayuda al G-cuádruple a mantener unidas las dos regiones distantes del ADN, o si el CSB realmente inicia el ruptura de G-cuádruple una vez que hayan completado su función, o una combinación de ambas.
La primera autora del estudio, Denise Liano, del Departamento de Química de Imperial, asguró que: “actualmente no existe una cura para el síndrome de Cockayne. Pero con más estudios sobre cómo interactúan los G-cuádruple y el gen detrás del síndrome, podemos aprender detalles que, con suerte, nos permitirán descubrir herramientas terapéuticas, como moléculas de diseño que pueden regular la interacción y luchar contra el envejecimiento prematuro causado por la enfermedad”.
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