Determinada la estructura de una proteína que repara daños en el ADN Descubierto cómo se «retuerce» el ADN en los cromosomas

Un trabajo dirigido por un equipo del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha logrado determinar la estructura de un complejo formado por ciertas proteínas implicadas en la reparación de daños y roturas en la doble hebra del ADN, la base de la estructura genética de todos los seres vivos. Los científicos han visualizado, por primera vez y en tres dimensiones, gracias a un microscopio electrónico de alta resolución, el ensamblaje de esas proteínas sobre un fragmento genético durante la primera fase de reparación. Los resultados se publican en el último número de la revista Molecular Cell. El investigador del CSIC Óscar Llorca, que trabaja en el Centro de Investigaciones Biológicas (CSIC), en Madrid, ha dirigido el estudio, en el que también han participado Ángel Rivera-Calzada, perteneciente al mismo centro, y los científicos Laurence Pearl y Laura Spagnolo, del Instituto de Investigación del Cáncer de Londres. Además, el Centro Nacional de Biotecnología (CSIC), en Madrid, ha aportado las tecnologías de alta resolución empleadas en la investigación. Tal y como informa el Departamento de Comunicación del CSIC, el sistema formado por las proteínas DNA-PKcs, Ku70 y Ku80 es responsable de la mayor parte de las reparaciones (por unión de extremos no homólogos) de roturas que se producen en el material genético. Las moléculas de ADN son dañadas y bombardeadas frecuentemente por radiaciones ionizantes, como la luz ultravioleta o los rayos gamma, así como por otros compuestos químicos externos. Todas estas agresiones se acumulan a lo largo de la vida y son las responsables del declive del organismo. El equipo dirigido por Llorca ha estudiado el momento en que las tres proteínas reconocen el ADN de las células dañado. «El objetivo de la reparación consiste en reconocer de manera extraordinariamente rápida y eficiente un ADN roto allí donde aparece. Para ello, dos complejos, formados cada uno de ellos por las tres proteínas, interactúan para mantener unido el material genético temporalmente, evitando su pérdida mientras se procede a su reparación», explica Llorca. Los científicos han podido determinar no sólo la estructura macromolecular formada por los dos complejos en el momento preciso de unión de los dos fragmentos genéticos, sino también la estructura de un complejo de las tres proteínas unido a un extremo del ADN roto. Otro equipo del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) dirigido por Joaquim Roca, que trabaja en el Instituto de Biología Molecular de Barcelona (CSIC), ha descrito el mecanismo por el cual se relaja la tensión helicoidal del ADN cuando está condensado en los cromosomas. El descubrimiento repercute en el campo de la biología fundamental, puesto que la tensión en el ADN es un determinante en la regulación de la actividad génica. Además tiene implicaciones en el ámbito de la biomedicina, al ser la topoisomerasa-II una de las principales dianas de fármacos antitumorales. Hasta ahora se creía que la topoisomerasa-I era la principal relajadora del ADN, mientras que la topoisomerasa-II tenía como única función esencial desanudar y desencadenar el ADN antes de la división celular. El trabajo de este equipo del CSIC demuestra en cambio que la topoisomerasa-II también es la principal relajadora de tensión cuando el ADN está plegado en los cromosomas. La topoisomerasa-II representa una de las principales dianas de fármacos antitumorales. En el proceso de replicación y proliferación celular, estos enzimas cortan y reparan el ADN de manera continua, hasta miles de veces por segundo. Las células tumorales, con un elevado nivel de replicación, tienen por ello mucha actividad de la topoisomerasa-II, que juega tanto un papel de ángel como de diablo.