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El secreto de la reparación del ADN ya no está a buen recaudo

El ADN es el material genético de la mayoría de los organismos vivos, hipersensible a muchos factores, como la radiación. En numerosas lesiones, la inducción de daño genético causa defectos en la transcripción celular; siendo éste el proceso de transferencia de la información del ADN al ARN como primera etapa de la síntesis proteica. El proyecto que aquí se describe proporciona elementos más solventes de comprensión de los factores cruciales que afectan a los mecanismos de transcripción y reacción.
El secreto de la reparación del ADN ya no está a buen recaudo
El ADN es el constituyente fundamental de los cromosomas dentro del núcleo celular; asume una función trascendental en la determinación de las características hereditarias. Los mutágenos ejercen sobre el ADN una acción significativa y múltiple, llegando incluso a alterar la estructura del ADN y a causar interferencias al sistema de codificación, o provocando daños cromosómicos. Estos agentes dañinos para el ADN pueden ser, bien sustancias químicas, o bien tipos de radiación, como las ultravioletas (UV). En lesiones, como el síndrome de Cockayne, las células son muy sensibles a los mutágenos, siendo incapaces de remediar los daños mediante la inhibición del proceso de síntesis de ARN.

Desde el punto de vista de la cinética de la reparación, previa inducción de daño al ADN, se achacó la anomalía de transcripción de las células del síndrome de Cockayne a la deficiente iniciación del mecanismo de transcripción. Dicho de otro modo, se llegó a la conclusión de que el ADN dañado retrasaba la iniciación de la transcripción y trastornaba la reparación celular.

En el marco de este proyecto, los investigadores experimentaron dicha hipótesis estudiando el efecto de la radiación ultravioleta en la transcripción. A través de un sistema de transcripción in vitro lograron desvincular la iniciación de la transcripción de efectos posteriores. Atendiendo a que la cinética de la transcripción en extractos nucleares simula la que se produce en células intactas, los científicos investigaron los extractos nucleares procedentes de radiaciones UV tanto para células humanas sanas como para las del síndrome de Cockayne, con el fin de medir la actividad de transcripción. De los resultados se desprende que en células normales se dan la ralentización de la actividad de transcripción a la hora de producirse la exposición UV, y la restauración de dicha actividad transcurridas seis horas de la exposición. En cambio, en cualquier momento después de la exposición UV de extractos de células del síndrome de Cockayne (alteradas) se observa la reducción de la actividad de transcripción. Además, esta disminución se acompaña de una firme reducción de una forma de ARN polimerasa II, utilizada en el complejo de iniciación.

Los resultados obtenidos han demostrado que la inhibición inducida por UV de la transcripción trae consigo la represión de la iniciación de la transcripción y el efecto de fosforilación de la ARN polimerasa II en la actividad de iniciación de la transcripción. O lo que es lo mismo, el bloqueo de la iniciación de la transcripción constituye uno de los factores de inhibición del proceso de reparación. Además, la producción de ARN polimerasa II hipofosforilada tras el daño causado al ADN parece ser el motivo más sustancial de restauración de la iniciación de la actividad de transcripción. Aún se desconoce si el proceso necesita proteínas del síndrome de Cockayne.

La labor de investigación echó mano asimismo de una novedosa técnica de radiaciones ultravioletas locales combinadas con el etiquetado fluorescente de anticuerpos con fines de estudio del ensamblaje del complejo de reparación por excisión de nucleótidos, o excinucleasa, en células humanas sanas y con función de reparación deficiente (xeroderma pigmentosum). Se localizó el factor de excinucleasa más determinante en el mecanismo de reacción para el reclutamiento de todos los consiguientes factores de excinucleasa, incluyéndose los de reparación y transcripción. Por último, las indagaciones establecieron un cuadro más detenido de la hipótesis del ensamblaje secuencial de proteínas reparadoras en el lugar del daño.

Los resultados del proyecto presentan un dilatado catálogo de aplicaciones en el área biotecnológica, en particular en materia de genética e ingeniería de proteínas. Captando mejor el micromundo de las células se contribuirá sustancialmente al diseño y aplicación de nuevas terapias para enfermedades no tratadas, como el cáncer.

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