Un equipo de investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universidad de Barcelona (UB), ha descrito por primera vez la estructura en 3D de las uniones entre diferentes tipos de ADN, un logro que proporciona nueva información sobre unas regiones del genoma que podrían convertirse en dianas terapéuticas para el tratamiento del cáncer.

Los resultados, publicados en el último número de la revista Journal of the American Chemical Society, se han obtenido empleando los espectrómetros de alto campo del Laboratorio de Espectroscopía de Resonancia Magnética Nuclear Manuel Rico, una Infraestructura Científica y Técnica Singular (ICTS) del CSIC.

El material genético normalmente presenta una forma de doble hélice, pero también puede formar otras configuraciones mucho más inusuales como la i-ADN, que consta de cuatro cadenas.

La disposición que la molécula de ADN adopta normalmente es la de la doble hélice, también llamada dúplex o B-ADN, que consiste en dos hebras que se enrollan un alrededor de la otra como en una escalera de caracol. Sin embargo, el ADN puede formar otras configuraciones mucho más inusuales, en las que pueden asociarse tres o, incluso, cuatro cadenas.

En esta investigación, los científicos se han centrado en una de estas formas exóticas: el i-ADN o i-motif, que consta de cuatro cadenas de ADN y que se forma en regiones del genoma ricas en citosina, un compuesto químico usado por las células para elaborar los elementos fundamentales del material genético y el ácido ribonucleico (ARN).

Muchos de los agentes antitumorales utilizados en la práctica clínica llevan a cabo su función interaccionando con el ADN celular.

Si el ADN es normalmente una doble hélice (B-ADN) y es capaz de formar localmente una configuración diferente, los científicos se plantearon que debían existir interfases o regiones de unión entre los distintos tipos de disposición molecular.

“No conocemos bien la función de estas estructuras no canónicas en la célula, pero pensamos que se forman de manera transitoria cuando las dos hebras de la doble hélice se separan durante procesos celulares como la replicación o la transcripción. Este trabajo describe la primera estructura observada hasta ahora de una unión entre una región de B-ADN y otra de i-ADN”, subraya Carlos González, investigador del CSIC en el Instituto de Química Física Rocasolano (IQFR-CSIC) y uno de los autores del trabajo.

Diana farmacéutica

El ADN es una diana farmacéutica ­—el lugar donde un medicamento ejerce su acción— clave en numerosos campos. En concreto, muchos de los agentes antitumorales utilizados en la práctica clínica llevan a cabo su función interaccionando con el ADN celular.

La comunidad científica busca desarrollar mejores medicamentos antitumorales que interaccionen de manera específica con regiones particulares del genoma

Durante mucho tiempo se ha tratado de desarrollar mejores medicamentos antitumorales mediante la búsqueda de compuestos que interaccionen de manera específica con regiones particulares del genoma, lo que reduciría los efectos secundarios para los pacientes.

“Aunque se ha avanzado en este objetivo, conseguir compuestos selectivos tropieza con la dificultad de que la doble hélice canónica es muy regular. En cambio, las formas exóticas y sus uniones abren la posibilidad de desarrollar compuestos más selectivos que den lugar a menos efectos secundarios”, destaca el investigador del CSIC.

agosto 26/2021 (SINC)

Referencia: 

Serrano-Chacón et al. “The structure of i-motif/duplex junctions at neutral pH”. Journal of the American Chemical Society.

Cuentan los científicos, con el profesor Tony Weiss a la cabeza de la investigación, que el hallazgo se podrá aplicar para el tratamiento de las enfermedades cardiovasculares y el enfisema. Según el propio Weiss:

Este emocionante descubrimiento da respuestas al misterio de cómo nuestros cuerpos se acomodan a nuestro tejido vivo sin que sea despedazado por su interacción con tantas partes móviles.

Para ello, los investigadores diseccionaron una parte fundamental de la molécula de la elástina, la proteína que mantiene los tejidos como la piel, los pulmones o los vasos sanguíneos elásticos durante los procesos normales como pueden ser el movimiento del cuerpo, la respiración o la circulación sanguínea. Luego, usando una combinación de alta potencia en rayos x junto a herramientas de síntesis de elastina, el equipo de investigadores halló que la proteína humana contenía un puente molecular, o lo que ellos mismos han tildado como “amortiguador”. Según Weiss:

Este amortiguador pequeño conecta perfectamente partes moleculares especializadas: una parte se dedica a la elasticidad y otra parte se dedicada a los tejidos vivos de unión. Se realiza la misma función para los seres humanos a nivel molecular como los amortiguadores harían en un coche, donde podemos disfrutar de un buen paseo ya que mantienen el cuerpo del coche de ser sacudido violentamente por el movimiento de las ruedas.

Con este hallazgo se beneficiarán de nuestro trabajo en el diseño de los vasos sanguíneos artificiales que utilizan réplicas humanas de elastina, para reparar y reemplazar los vasos sanguíneos humanos, con implicaciones para el tratamiento de enfermedades cardiovasculares. Incluso en el futuro puede llegar a tener aplicaciones en el tratamiento del enfisema que es causado por la destrucción de elastina pulmonar.
Febrero 15/2012

Nota: Los lectores del dominio *sld.cu acceden al texto completo a través de Hinari.

Tomado del boletín de selección temática de Prensa Latina: Copyright 2011 «Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.»

Giselle C. Yeo,Clair Baldock,Anne Tuukkanen,Manfred Roessle,Leanne B. Dyksterhuis,Anthony S. Weiss.Tropoelastin bridge region positions the cell-interactive C terminus and contributes to elastic fiber assembly. PNAS 2012 109 (8) 2878-2883.Feb 10, 2012