martes, 8 de noviembre de 2011

Bioquímicos descubren una nueva herramienta para reparar el código genético

Investigadores de la Clemson University han reportado recientemente un hallazgo de una nueva clase de molécula reparadora de ADN.

El bioquímico de Clemson Weiguo Cao, estudia cómo las células reparan el ADN dañado. El descubrimiento realizado en el laboratorio de Cao en el Clemson Biosystems Research Complex, en colaboración con el químico computacional Brian Dominy, y cuyos resultados fueron publicados en The Journal of Biological Chemistry: “Una nueva familia de enzimas reparadoras de la desaminación en la superfamilia de la uracilo ADN glicosilasa, por Hyun-Wook Lee, Brian N. Dominy y Weiguo Cao”.

“El ADN es una larga cadena compuesta por 4 elementos diferentes: A de adenina, T de timina, G de guanina y C de citosina. La heredabilidad de todos los organismos viene determinada por el emparejamiento de A con T y G con C”, dijo Cao, profesor del departamento de genética y bioquímica.

El ADN es constantemente asaltado por varios tipos de estrés. Un tipo común de daño es la modificación de 3 de los 4 elementos que forman el código genético, A, G, C por un proceso químico denominado desaminación. La consecuencia genética de la desaminación es que puede cambiar el emparejamiento del código genético. Por ejemplo, la desaminación de la citosina generará uracilo (U). En lugar de emparejarse G con C, lo hará con U, el cual se empareja con A. Al hacerlo, cambia el programa genético en el interior de la célula y puede causar mutaciones peligrosas que desencadenen enfermedades.

Para asegurarse la integridad del material genético, las células están equipadas con una “caja de herramientas molecular” para reparar daños en el ADN. Esta caja de herramientas está compuesta por una gran variedad de diferentes moléculas, denominadas enzimas, las cuales están envueltas en reparar diferentes tipos de daño en el ADN. Una de las enzimas reparadoras del ADN que estudió el laboratorio de Cao se denomina uracilo ADN glicosidasa (UDG). Como su propio nombre indica, se la conoce tradicionalmente como una enzima que elimina el uracilo del ADN. Debido a que la desaminación de la citosina es un tipo muy común de daño en el ADN, la UDG se ha encontrado en muchos organismos y los investigadores la han agrupado en 5 familias en la llamada UDG superfamily.

En su trabajo más reciente, Cao y sus colegas descubrieron una nueva clase de enzimas en esta superfamilia que carece de la habilidad para reparar los uracilos. Un nuevo estudio mostró que esta clase de enzimas, en cambio, se dedican a reparar desaminaciones que ocurren en la adenina. Esto les pilló por sorpresa porque todos los tipos de enzimas UDG conocidas eran capaces de reparar uracilos.

Para comprender mejor cómo funciona este nuevo tipo de enzimas como herramienta de reparación, Cao y Dominy combinaron métodos bioquímicos y computacionales con el objetivo de señalar la parte más crítica que es responsable de la reparación.

“Lo que hemos aprendido de este trabajo es que las herramientas de reparación del ADN tienen la habilidad de evolucionar para dar lugar a nuevas funciones de reparación para reparar diferentes tipos de daño en el ADN”, dijo Cao. “Este trabajo ha demostrado cómo la combinación de diferentes enfoques de investigación provenientes de diferentes disciplinas hacen posible el descubrimiento”.

“Los esfuerzos de colaboración en los que se combinan métodos de investigación computacional y experimental, pueden mejorar mucho la eficiencia de los descubrimientos científicos, así como proporcionar respuestas más detalladas a las preguntas científicas más importantes”, dijo Domini. “En mi opinión, los esfuerzos colaborativos entre nuestros grupos han demostrado el valor substancial de esta interacción”.

Fuente: Science Daily.

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