Recreación artística de la nueva estructura "i-Motif" descubierta dentro de las células humanas. Las fluorescencias verdes indican su localización. Chris Hammang.
Por primera vez, los científicos han identificado una nueva estructura del ADN desconocida hasta ahora en el interior de células humanas vivas. Se trata de una estructura más compleja que de la que se tenía conocimiento sólo por muestras de laboratorio, pero que al haberse identificado en células vivas de seres humanos plantea una nueva visión de la biología celular.
El ácido desoxirribonucleico (ADN) es un ácido nucleico que contiene las instrucciones genéticas usadas en el desarrollo y funcionamiento de todos los organismos vivos y algunos virus, y es responsable de su transmisión hereditaria. En 1953 se descubrió que el ADN tiene forma de doble hélice.
El nuevo descubrimiento supone que la doble hélice no es la única forma que adopta el ADN, sino que también puede manifestarse con una forma llamada “nudo retorcido”, lo que significa que nuestro código genético está construido con una simetría mucho más compleja que la simple estructura helicoidal.
Según explica uno de los investigadores, Daniel Christ, en un comunicado del Institut Garvan de investigación médica de Australia, “esta nueva investigación señala que estructuras del ADN totalmente diferentes a las conocidas hasta ahora pueden ser igualmente importantes para nuestras células”.
El nuevo componente del ADN identificado por estos científicos de llama “i-Motif". Se trata de un “motivo intercalado” que había sido descubierto en los años 90 del siglo pasado únicamente in vitro, nunca en células vivas.
Nudo de cuatro hebras
Ahora sabemos, explican los investigadores, que el « i-Motif » aparece de manera natural en las células humanas, lo que nos habla de su importancia para la biología molecular.
“i-Motiv” es un nudo de ADN con cuatro hebras. En la estructura de ese nudo, las letras C (citosina) de una misma hebra de ADN se unen entre sí, algo muy diferente de lo que ocurre con una doble hélice, donde las letras de hebras opuestas se reconocen entre sí, y donde las C se unen a las G (guaninas), explican los investigadores.
Destacan además que “i-MOtiv” es solamente una de las numerosas estructuras del ADN que no toman forma de doble hélice y que podría existir también en nuestras células. Otra estructura de ADN, llamada G4, fue observada por primera vez en células humanas en 2013 gracias al uso de anticuerpos modificados, que la dejaron al descubierto.
En el nuevo estudio, los investigadores usaron el mismo sistema: desarrollaron fragmentos de anticuerpos que podrían reconocer y unirse a los “i-Motiv”. Gracias a esta técnica, los científicos pudieron descubrir su emplazamiento en la célula.
El ácido desoxirribonucleico (ADN) es un ácido nucleico que contiene las instrucciones genéticas usadas en el desarrollo y funcionamiento de todos los organismos vivos y algunos virus, y es responsable de su transmisión hereditaria. En 1953 se descubrió que el ADN tiene forma de doble hélice.
El nuevo descubrimiento supone que la doble hélice no es la única forma que adopta el ADN, sino que también puede manifestarse con una forma llamada “nudo retorcido”, lo que significa que nuestro código genético está construido con una simetría mucho más compleja que la simple estructura helicoidal.
Según explica uno de los investigadores, Daniel Christ, en un comunicado del Institut Garvan de investigación médica de Australia, “esta nueva investigación señala que estructuras del ADN totalmente diferentes a las conocidas hasta ahora pueden ser igualmente importantes para nuestras células”.
El nuevo componente del ADN identificado por estos científicos de llama “i-Motif". Se trata de un “motivo intercalado” que había sido descubierto en los años 90 del siglo pasado únicamente in vitro, nunca en células vivas.
Nudo de cuatro hebras
Ahora sabemos, explican los investigadores, que el « i-Motif » aparece de manera natural en las células humanas, lo que nos habla de su importancia para la biología molecular.
“i-Motiv” es un nudo de ADN con cuatro hebras. En la estructura de ese nudo, las letras C (citosina) de una misma hebra de ADN se unen entre sí, algo muy diferente de lo que ocurre con una doble hélice, donde las letras de hebras opuestas se reconocen entre sí, y donde las C se unen a las G (guaninas), explican los investigadores.
Destacan además que “i-MOtiv” es solamente una de las numerosas estructuras del ADN que no toman forma de doble hélice y que podría existir también en nuestras células. Otra estructura de ADN, llamada G4, fue observada por primera vez en células humanas en 2013 gracias al uso de anticuerpos modificados, que la dejaron al descubierto.
En el nuevo estudio, los investigadores usaron el mismo sistema: desarrollaron fragmentos de anticuerpos que podrían reconocer y unirse a los “i-Motiv”. Gracias a esta técnica, los científicos pudieron descubrir su emplazamiento en la célula.
Aparecen y desaparecen
Así observaron no sin sorpresa que estas formas de ADN aparecen y desaparecen, volviéndose a formar de nuevo. Y aunque no se conoce su razón de ser, se sabe que los “i-Motiv” se forman generalmente en la fase tardía de la vida de una célula.
También se dieron cuenta de que tienden a aparecer en las regiones llamadas “promotoras” de las zonas del ADN que controlan la activación o desactivación de los genes, y en los telómeros, las marcas genéticas asociadas al envejecimiento.
Los científicos creen que esas idas y venidas de esa forma extraña de ADN están relacionadas con la activación o desactivación de los genes.
Y aunque queda mucho trabajo para llegar a conocer lo que hacen estas estructuras genéticas dentro del organismo humano, estas formaciones alternativas del ADN podrían ser importantes para que las proteínas de una célula reconozcan la secuencia de ADN y ejerzan sus funciones regulatorias.
En consecuencia, concluyen los investigadores, lo más probable es que los “i-Motiv” desempeñen un importante papel en el normal funcionamiento de una célula y que toda anomalía en sus estructuras podría tener consecuencias patológicas.
Así observaron no sin sorpresa que estas formas de ADN aparecen y desaparecen, volviéndose a formar de nuevo. Y aunque no se conoce su razón de ser, se sabe que los “i-Motiv” se forman generalmente en la fase tardía de la vida de una célula.
También se dieron cuenta de que tienden a aparecer en las regiones llamadas “promotoras” de las zonas del ADN que controlan la activación o desactivación de los genes, y en los telómeros, las marcas genéticas asociadas al envejecimiento.
Los científicos creen que esas idas y venidas de esa forma extraña de ADN están relacionadas con la activación o desactivación de los genes.
Y aunque queda mucho trabajo para llegar a conocer lo que hacen estas estructuras genéticas dentro del organismo humano, estas formaciones alternativas del ADN podrían ser importantes para que las proteínas de una célula reconozcan la secuencia de ADN y ejerzan sus funciones regulatorias.
En consecuencia, concluyen los investigadores, lo más probable es que los “i-Motiv” desempeñen un importante papel en el normal funcionamiento de una célula y que toda anomalía en sus estructuras podría tener consecuencias patológicas.
Referencia
I-motif DNA structures are formed in the nuclei of human cells. Mahdi Zeraati et al. Nature Chemistry (2018). doi:10.1038/s41557-018-0046-3.
I-motif DNA structures are formed in the nuclei of human cells. Mahdi Zeraati et al. Nature Chemistry (2018). doi:10.1038/s41557-018-0046-3.