Hallado un mecanismo molecular que protege las estructuras donde se sintetiza el ADN

Un equipo de investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha descubierto un nuevo mecanismo que permite la protección estructural de las horquillas de replicación, las estructuras en las que se sintetiza el ADN. El hallazgo, que se publica en la revista Molecular Cell, ayuda a comprender por qué las mutaciones de la cohesina (un complejo de proteínas que interviene durante la división celular y mantiene la estructura de los cromosomas) podrían estar asociadas al desarrollo de un gran número de cánceres.

“El ADN contiene información genética y está organizado en estructuras mayores llamadas cromosomas. Para que las células se dividan, el ADN del cromosoma necesita ser duplicado mientras se mantiene su integridad estructural”, explica el director del estudio, Rodrigo Bermejo, investigador del Centro de Investigaciones Biológicas. “Sin embargo, problemas durante la replicación pueden conducir a rupturas y alteraciones que subyacen en las etapas iniciales del desarrollo del cáncer”, añade.

Este estudio revela la existencia de un mecanismo que coordina la función del complejo de mantenimiento estructural de los cromosomas cohesina con la progresión de las horquillas de replicación. La cohesina forma un anillo molecular que encadena los cromosomas y atrapa moléculas de ADN después de que sean duplicadas para asegurar que sean transmitidas adecuadamente a las células hijas.

El equipo de investigación ha descubierto que, cuando son abordadas por las horquillas de replicación, los anillos de cohesina son ubiquitinados (modificados mediante la unión de una pequeña molécula presente en todas las células), lo que desencadena su movilización para atrapar las moléculas de ADN hijas y estabilizar estructuralmente los nuevos cromosomas que se están formando. Si este mecanismo falla, las horquillas de replicación no pueden duplicar adecuadamente el ADN y se producen cambios en la información genética que pueden desencadenar el cáncer.

Camilla Frattini, Sara Villa-Hernández, Grazia Pellicanò, Rachel Jossen, Yuki Katou, Katsuhiko Shirahige, Rodrigo Bermejo. Cohesin ubiquitylation and mobilization facilitate stalled replication fork dynamics. Molecular CELL. DOI: 10.1016/j.molcel.2017.10.012

Imagen: Reconstrucción de una doble hélice de ADN en un medio acuoso. / CNB