20 de enero de 2024
(Noticias de Nanowerk) Investigadores de la Universidad Metropolitana de Tokio han estado estudiando la reparación del ADN mediante recombinación homóloga, donde la proteína RecA repara roturas en el ADN bicatenario incorporando un extremo colgante de una sola hebra en dobles hebras intactas y reparando la rotura basándose en la secuencia no dañada. Descubrieron que RecA encuentra dónde colocar la hebra simple en la doble hélice sin desenrollarla ni una sola vuelta.
Sus hallazgos, publicados en Investigación de ácidos nucleicos (“Reconocimiento de homología sin cadena de ADN bicatenario y separación en formación de bucle D por RecA”), prometen nuevas direcciones en la investigación del cáncer.
Existen dos modelos competitivos para la recombinación homóloga. Los resultados de este estudio respaldan un modelo en el que el ADN bicatenario no se desenrolla durante la búsqueda de homología. (Imagen: Universidad Metropolitana de Tokio)
La recombinación homóloga (HR) es un proceso bioquímico ubicuo compartido por todos los seres vivos, incluidos animales, plantas, hongos y bacterias. A medida que avanzamos en nuestra vida diaria, nuestro ADN se ve sometido a todo tipo de estrés ambiental e interno, algunos de los cuales pueden provocar la rotura de ambas hebras de la doble hélice. Esto puede ser desastroso y provocar una muerte celular inminente. Por suerte, procesos como RR.HH. reparan continuamente este daño.
Durante la FC, uno de los dos extremos expuestos de la rotura de la hélice se cae, revelando un extremo monocatenario expuesto; esto se conoce como resección. Luego, una proteína conocida como RecA (o algún equivalente) se une a la hebra simple expuesta y a una doble hebra intacta cercana. A continuación, la proteína "busca" la misma secuencia. Cuando encuentra el lugar correcto, recombina la hebra simple en la doble hélice en un proceso conocido como invasión de hebras. Posteriormente, la cadena de ADN rota se repara utilizando el ADN existente como plantilla. HR permite la reparación precisa de roturas de doble cadena, así como el intercambio de información genética, lo que la convierte en una parte clave de la biodiversidad. Pero aún no está claro el panorama bioquímico exacto de la HR, incluido lo que sucede cuando RecA porta tanto la cadena simple como la doble.
Un equipo dirigido por el profesor Kouji Hirota de la Universidad Metropolitana de Tokio ha estado estudiando mecanismos de reparación del ADN como la HR. En su trabajo más reciente, intentaron probar dos modelos competitivos sobre lo que sucede cuando ocurren los recursos humanos. En uno, RecA desenrolla una sección de la doble hebra durante la "búsqueda de homología", donde intenta encontrar el lugar adecuado para que se produzca la invasión de la hebra. En el segundo, no hay desconexión tras la vinculación de RecA; Sólo cuando se produce la invasión de la hebra se produce el desenrollado.
El equipo, en cooperación con un equipo del Instituto Metropolitano de Ciencias Médicas de Tokio, adoptó dos enfoques para abordar cuál de estos sucede realmente. En el primero, utilizaron un mutante de RecA que no puede separar las dobles hebras, es decir, no puede desenrollar la hebra, para ver si esto afectó la reparación del ADN. Resulta que esto tiene un efecto mínimo. En el segundo, intentaron medir cuánta torsión se creaba en la hebra en diferentes etapas del proceso. Descubrieron que la única torsión debida al desenrollamiento que pudieron detectar ocurrió después de que se completó la búsqueda de homología, es decir, cuando ocurrió la invasión de la hebra. Por primera vez, el equipo demostró claramente que el segundo modelo era correcto.
Los conocimientos detallados sobre la recombinación homóloga son vitales para comprender qué sucede cuando las cosas van mal. Por ejemplo, los factores implicados en el cáncer de mama (BRCA1 y BRCA2) también son responsables de la carga correcta del ADN monocatenario en RAD51, la versión humana de RecA. Esto sugiere que los problemas con la FC podrían ser la causa de la alta incidencia de cáncer de mama en pacientes con defectos hereditarios en BRCA1 o BRCA2.
Existen dos modelos competitivos para la recombinación homóloga. Los resultados de este estudio respaldan un modelo en el que el ADN bicatenario no se desenrolla durante la búsqueda de homología. (Imagen: Universidad Metropolitana de Tokio)
La recombinación homóloga (HR) es un proceso bioquímico ubicuo compartido por todos los seres vivos, incluidos animales, plantas, hongos y bacterias. A medida que avanzamos en nuestra vida diaria, nuestro ADN se ve sometido a todo tipo de estrés ambiental e interno, algunos de los cuales pueden provocar la rotura de ambas hebras de la doble hélice. Esto puede ser desastroso y provocar una muerte celular inminente. Por suerte, procesos como RR.HH. reparan continuamente este daño.
Durante la FC, uno de los dos extremos expuestos de la rotura de la hélice se cae, revelando un extremo monocatenario expuesto; esto se conoce como resección. Luego, una proteína conocida como RecA (o algún equivalente) se une a la hebra simple expuesta y a una doble hebra intacta cercana. A continuación, la proteína "busca" la misma secuencia. Cuando encuentra el lugar correcto, recombina la hebra simple en la doble hélice en un proceso conocido como invasión de hebras. Posteriormente, la cadena de ADN rota se repara utilizando el ADN existente como plantilla. HR permite la reparación precisa de roturas de doble cadena, así como el intercambio de información genética, lo que la convierte en una parte clave de la biodiversidad. Pero aún no está claro el panorama bioquímico exacto de la HR, incluido lo que sucede cuando RecA porta tanto la cadena simple como la doble.
Un equipo dirigido por el profesor Kouji Hirota de la Universidad Metropolitana de Tokio ha estado estudiando mecanismos de reparación del ADN como la HR. En su trabajo más reciente, intentaron probar dos modelos competitivos sobre lo que sucede cuando ocurren los recursos humanos. En uno, RecA desenrolla una sección de la doble hebra durante la "búsqueda de homología", donde intenta encontrar el lugar adecuado para que se produzca la invasión de la hebra. En el segundo, no hay desconexión tras la vinculación de RecA; Sólo cuando se produce la invasión de la hebra se produce el desenrollado.
El equipo, en cooperación con un equipo del Instituto Metropolitano de Ciencias Médicas de Tokio, adoptó dos enfoques para abordar cuál de estos sucede realmente. En el primero, utilizaron un mutante de RecA que no puede separar las dobles hebras, es decir, no puede desenrollar la hebra, para ver si esto afectó la reparación del ADN. Resulta que esto tiene un efecto mínimo. En el segundo, intentaron medir cuánta torsión se creaba en la hebra en diferentes etapas del proceso. Descubrieron que la única torsión debida al desenrollamiento que pudieron detectar ocurrió después de que se completó la búsqueda de homología, es decir, cuando ocurrió la invasión de la hebra. Por primera vez, el equipo demostró claramente que el segundo modelo era correcto.
Los conocimientos detallados sobre la recombinación homóloga son vitales para comprender qué sucede cuando las cosas van mal. Por ejemplo, los factores implicados en el cáncer de mama (BRCA1 y BRCA2) también son responsables de la carga correcta del ADN monocatenario en RAD51, la versión humana de RecA. Esto sugiere que los problemas con la FC podrían ser la causa de la alta incidencia de cáncer de mama en pacientes con defectos hereditarios en BRCA1 o BRCA2.
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- Fuente: https://www.nanowerk.com/news2/biotech/newsid=64466.php
