Investigadores de la Facultad de Medicina Grossman de la Universidad de Nueva York, Estados Unidos, proporcionaron una imagen radicalmente nueva de cómo las células bacterianas reparan continuamente secciones dañadas en su ADN.
Los trabajos giran en torno a la delicadeza de las moléculas de ADN, que son vulnerables a los daños provocados por los subproductos reactivos del metabolismo celular, las toxinas y la luz ultravioleta. Dado que el ADN dañado puede dar lugar a cambios perjudiciales en el código del ADN (mutaciones) y a la muerte, las células evolucionaron para tener maquinarias de reparación del ADN.
Estudios
Estudios anteriores descubrieron que la recuperación se basa en la ARN polimerasa, la gran máquina proteica que se mueve a lo largo de la cadena de ADN, leyendo el código de “letras” del ADN mientras transcribe las instrucciones en moléculas de ARN, que luego dirigen la construcción de proteínas. Sin embargo, los autores del estudio afirman que el mecanismo del TCR no se entendía bien.
Otros estudios argumentaron que el TCR desempeñaba un papel relativamente pequeño en la reparación porque dependía de un factor putativo del TCR que sólo hacía una contribución marginal a la reparación del ADN.
Se suponía que un proceso paralelo, la reparación global del genoma (GGR), exploraba y fijaba la mayor parte del ADN independientemente de la transcripción. Se creía que ambos procesos preparaban el terreno para la reparación por escisión de nucleótidos (NER), en la que un tramo dañado de ADN era cortado y sustituido por una copia exacta.
“Una verdadera comprensión de dicha reparación es un objetivo fundamental en medicina, ya que la mayoría de los antibióticos y quimioterapias matan a las células causantes de enfermedades dañando su ADN y la capacidad de detener las reparaciones haría a dichas células mucho más vulnerables a los fármacos existentes”, declaró el investigador del Instituto Médico Howard Hughes, Evgeny Nudler.
Los estudios anteriores no pudieron captar plenamente la realidad biológica de la NER en las bacterias, dicen los autores actuales, porque utilizaron experimentos que trataban de recrear complejas interacciones proteicas fuera de las células vivas.
“Esto llevó a definir una proteína llamada Mfd como el actor central de la TCR, incluso cuando se descubrió que la mayor parte de la reparación del ADN procedía tanto si la Mfd estaba presente como si no“, señaló.
Esto a su vez, dijo, sugirió que la TCR era una vía de reparación menor. También se pensó que la TCR sólo ocurría dentro de las regiones del ADN que están altamente transcritas.
El estudio publicado en Nature utilizó una tecnología innovadora denominada espectrometría de masas de reticulación (XLMS) para trazar un mapa de las distancias entre las proteínas unidas químicamente y determinar así las superficies de interacción de los complejos masivos de NER y polimerasa por primera vez.
En contra del dogma convencional, el estudio descubrió que la ARN polimerasa sirve de andamiaje para el ensamblaje de todo el complejo NER y como principal sensor de las lesiones del ADN.
“Resultó que las principales enzimas NER UvrA y UvrB no localizan la mayoría de las lesiones por si solas, sino que la ARN polimerasa las lleva hasta ellas. Este proceso fundamental del TCR es independiente de la Mfd“, dicen los autores.
