lunes, 21 de enero de 2013

ADN humano de 4 cadenas!!!

Por todos es bien sabido cuando pasamos por la secundaria, que la información genética de un individuo se almacena en esa compleja estructura conocida como ácido desoxirribonucleico (ADN, o DNA por su sigla en inglés), también es conocido el hecho de que su esturctura fue descubierta en 1953 por James Watson y Francis Crick (sin que se le diera crédito tambien a Rosalinde Franklin y Maurice Wilkins), y se trata de una cadena de unidades conocidas como nucleótidos, que tienen cada cual una de las 4 bases purínicas y primídicas: Adenina (A), Citosina (C), Guanina (G) y Timina (T), cada nucleótido se une con otro en una cadena complementaria, formando así la famosa "doble hélice" del ADN (ADN bicatenario). Hoy sabemos que existen variantes tridimensionales conocidas como DNA-A, DNA-B y DNA-Z, además del ARN del que se conocen como 20 subtipos, siendo los mas conocidos el mensajero (mRNA), ribosomal (rRNA), de transferencia (tRNA), mitocondrial (mtRNA) y el de interferencia (siRNA).

Pues bien, según dicen hoy los periódicos alrededor el mundo, que en el más reciente número de la revista Chemistry Nature (DOI: 10.1038/NCHEM.1548), publicado el dia de ayer 20 de enero de 2013, los investigadores Giulia Biffi, David Tannahill, John McCafferty y Shankar Balasubramanian, dan a conocer que el ADN, puede tener 4 cadenas!!!

En realidad la noticia no es tan nueva, la existencia teórica del ADN tetracatenario ya había sido postulada, y se había demostrado su existencia de manera artificial (in vitro), la aparicion de un DNA de cuádruple cadena in vivo no ha sido comprobada hasta ahora.

En su artículo Quantitative visualization of DNA G-quadruplex structures in human cells, los investigadores nos señalan que el DNA de cuádruple cadena se forma a partir de secuencias ricas en guanina (G), de modo que estas bases pueden unirse mediante un arreglo especial conocido como "par de Hoogsten" y que difiere de los pares habituales conocidos como "pares Watson-Crick" en los que la guanina se une siempre con la citosina por puentes de Hidrógeno
Un enlace C-G del tipo "Watson-Crick", como el que enseñan en los libros
Una tétrada de guanina o "G-cuadruplex", unido mediante puentes de hidrógeno del tipo "Hoogsten"
En el enlace Hoogsten se usan puentes de hidrógeno que parten del oxígeno que se encuentra en la posición 6 de la estructura de las guaninas, formando entonces esta tétrada G, o como los autores la denominan "G-cuadruplex", esta estructura es la que se encuentra en el centro de las 4 cadenas de DNA, como sabemos, cada guanina es parte de un nucleótido y ese nucleótido es sólo un eslabon en la larga cadena de ADN.
Las 4 cadenas de DNA, con su tétrada-G en el centro
Ejemplo de como una doble hélice de DNA puede plegarse sobre sí misma gracias a las tétradas de guanina
Los autores han hecho uso de un anticuerpo monoclonal específico contra las tetradas G, el mismo va unido a un material fosforescente y ello permite visualizarlos mediante inmunofluorescencia. Se usaron células de carcinoma cervical, fibrosarcoma, varios tipos de cancer mamario.

¿cuál es la trascendencia de este hallazgo? Los autores no están descubriendo el ADN de cuatro cadenas, sino que dan cuenta de su anticuerpo especializado, se ha propuesto que DNA tetracatenario puede encontrarse en regiones clave del genoma humano de manera natural, principalmente en los telómeros (las "puntas" de los cromosomas), donde debido a su gran estabilidad termica, las tétradas de DNA puedieran servir como protectores de las regiones centrales, donde se encuentra el material genético. Tambien, como en este estudio se comprobó, existe de manera anómala en las células cancerosas, que como sabemos, son genéticamente inestables, su ADN está muy expuesto a la degradación y a las mutaciones, se abre la posibilidad de comprender mejor la biología de las células cancerosas, y de poder dirigir nuevas drogas contra estos nuevos blancos, aunque por ahora, eso aún está muy lejano, para que luego no se fíe de los periódicos sensacionalistas.
Recién el otro día subí esta microfotografía de una mitosis atípica en un tejido canceroso, se trata de divisiones celulares anómalas con secuencias inestables de DNA, entre las cuales podemos encontrar cadenas cuádruples de DNA
El artículo completo se puede ver aquí:  

Si no me equivoco, la imagen que coloqué al principio de esta entrada es una imagen por cristalografía del ADN de cuatro cadenas.

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