Hoy no voy a contar un gran
descubrimiento ni una historia redonda sino un montón de preguntas. Se trata de nuevo del ADN, cuya estructura habitual es la de doble
hélice, la descrita por Watson y Crick. Sin embargo podría ser que en
determinadas ocasiones y en ciertos puntos del genoma se formasen estructuras
cuaternarias de guanina sobre cuya función todavía especulan los expertos…
Se trata de los llamados
G-quadruplex, donde cuatro guaninas situadas en distintos puntos de la cadena
de ADN se unen formando un cuadrado (tétrada) a través de puentes de hidrógeno
distintos a los habituales, los llamados puentes de hidrógeno de Hoogsteen,
deshaciendo en ese punto la estructura de doble hélice. A su vez las tétradas pueden
apilarse formando los G-quadruplex, que serían estructuras muy estables y
energéticamente favorables en condiciones fisiológicas. Hablo en condicional
porque los científicos no se ponían de acuerdo sobre si estas estructuras
existen realmente o no en las células. ¿Existen? Y si existen, ¿para qué sirven?
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| Tétrada de guaninas y G-quadruplex |
Hasta ahora parece que se había
demostrado su presencia en los núcleos gigantes (macronúcleos) de los ciliados, concretamente en las estructuras que se forman al final de los
cromosomas, los telómeros. Sin embargo, su presencia en células de mamífero se
había estudiado por métodos indirectos, utilizando pequeñas moléculas
(pyridostatin) que se unirían a ellos, bloqueándolos. Ahora, por primera vez,
un grupo de Cambridge ha conseguido visualizarlos empleando un anticuerpo
específicamente diseñado para detectarlos y su trabajo se ha publicado en
Nature Chemistry.
El anticuerpo, seleccionado entre
cientos de candidatos, no reconoce proteínas sino ácidos nucleicos y no
identifica una secuencia concreta sino la estructura de los G-quadruplex, sin
mostrar afinidad por ADN en forma de doble hélice, ADN de cadena simple u
horquillas de ARN. Aislaron cromosomas de células humanas tratadas con
colcemida para parar el ciclo en metafase (una parte de la mitosis, el proceso
de división celular, cuando los cromosomas se encuentran condensados y situados
en la placa base, en la mitad de la célula, listos para ser distribuidos a las
células hijas) y añadieron el anticuerpo. Observaron que se situaba tanto en
los telómeros como en distintos puntos dispersos del cromosoma, a veces incluso
en ambas cromátidas, sugiriendo que quizás se hereden, quedando en los mismos
sitios en el ADN de nueva síntesis.
Por otro lado, observaron la
dinámica de los G-quadruplex a lo largo del ciclo celular y descubrieron que su
número aumenta durante la fase S, es decir, la replicación del ADN, con la
separación de las hebras de ADN, podría fomentar la formación de estas
estructuras, más aún si se heredan.
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| Una imagen del artículo (Biffi et al. 2013) donde se muestran los G quadruplex en distintos puntos de los cromosomas, en telómeros y otras regiones |
Así, como se había predicho
utilizando métodos computacionales, parece que los G-quadruplex existen también
en células humanas, no sólo formando parte de los telómeros, los encargados de
salvaguardar la integridad del cromosoma, sino que también se encuentran en
otras regiones. ¿Estarán regulando la expresión génica? Cuando
los investigadores en su trabajo anterior bloqueaban los G-quadruplex con
pyridostatin mapearon estos sitios en el genoma y observaron una disminución en
la transcripción de los genes afectados por el bloqueo, siendo algunos
protooncogenes (genes que suelen encontrarse alterados y desregulados en
células cancerosas). Además parece que se necesitan helicasas para deshacerlos. ¿Se confirmará el mapeo de los G-quadruplex con el nuevo anticuerpo? ¿Cuál será su importancia
en la transcripción génica? La historia
está empezando pero se presenta interesante…
Para saber más...
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