La doble hélice no es la única forma del ADN: hallan una estructura cuádruple en células humanas vivas
El 25 de abril de 1953, hace prácticamente 65 años, la revista Nature publicaba un breve artículo que, sin embargo, contenía una revolución: se había descubierto la estructura molecular del ADN, “el secreto de la vida”, como lo bautizaron Watson y Crick.
Ilustración de distintas cadenas de ADN. / EM
La doble hélice que contiene las instrucciones genéticas de todos los organismos vivos se convirtió, a partir de entonces, en todo un icono fácilmente reconocible. Sin embargo, esta estructura helicoidal no es la única forma que tienen los genes de almacenar su información. Como si de origami se tratase, el ADN es capaz de plegarse y estructurarse de otras maneras.
Un equipo australiano acaba de identificar una nueva estructura cuádruple cuya existencia se había observado ‘in vitro’ pero nunca antes se había podido demostrar en el núcleo de células vivas. La estructura, denominada i-motif, consta de cuatro cadenas de ADN cuyas hebras se emparejan de una forma peculiar.
Si en la doble hélice que todos conocemos, las bases nitrogenadas se agrupan en forma de pares de bases C-G (citosina y guanina) y A-T (adenina y timina); en la nueva forma cuádruple identificada in vivo, son las citosinas (C) las bases que forman pares entre ellas (para ello, una de ellas ha de estar protonada). “Esta investigación nos recuerda que existen estructuras de ADN completamente diferentes y que esto podría ser clave para nuestras células”, ha señalado en un comunidado Daniel Christ, profesor del Instituto de Investigación Médica Garvan y uno de los principales firmantes del trabajo que publica esta semana Nature Chemistry.
Para conseguir detectar la nueva estructura, los investigadores utilizaron un fragmento de un anticuerpo capaz de reconocer y adherirse específicamente a las formas i-motif, desdeñando cualquier otra estructura de ADN (se han identificado previamente otras formas triples y cuádruples). Gracias a técnicas de fluorescencia, los científicos no sólo pudieron identificar las estructuras en el núcleo de numerosas células humanas, sino también contemplar su localización.
“Había un debate sobre si esta estructura podía existir en el medio biológico. Se había observado y estudiado ‘in vitro’, pero algunos investigadores sugerían que que era únicamente una curiosidad de laboratorio, sin funciones biológicas. Ahora se ha demostrado que no es así, lo que abre una nueva línea de investigación”, apunta Raimundo Gargallo, profesor del Departamento de Ingeniería Química y Química Analítica de la Universidad de Barcelona. “65 años después de su descubrimiento, muchos sospechábamos que la estructura del ADN guardaba aún muchos secretos. Este trabajo lo confirma”, coincide Carlos González, responsable del Grupo de Estructura de Ácidos Nucleicos en Disolución del Instituto de Física Química Rocasolano (CSIC).
Entre otras aplicaciones, añaden, conocer la existencia real de estas estructuras supone “poder investigar nuevas dianas terapéuticas”. De hecho, esa vía ya se está explorando con los G-quadruplex, también estructuras de cuatro cadenas de ADN cuya existencia in vivo se descubrió hace unos cinco años.
Al igual que en ocurre en este caso, si se verifican los indicios que han observado los investigadores, los i-motif también podrían cumplir un papel muy importante en la regulación genómica.
Según los datos del trabajo, los i-motifs están presentes en algunas regiones que están relacionadas con la regulación genética; es decir con la parte del ADN que funciona como un interruptor y hace que algunos genes se ‘enciendan’ o ‘apaguen’ y, por tanto, se pongan en marcha determinados mecanismos moleculares (por ejemplo, el cáncer) . El fallo, o la simple desregulación, de estos mecanismos suele tener consecuencias catatróficas, (por ejemplo, el cáncer).
Por otro lado, los científicos también han observado que los i-motifs no son duraderos, sino que son estructuras transitorias que parecen irrumpir en un momento determinado de la vida de la célula -fundamentalmente en una fase caracterizada por gran actividad de transcripción y crecimiento celular- para luego desaparecer. También han corroborado que son más frecuentes en los telómeros, las estructuras que cubren los cromosomas y están íntimamente implicados en el proceso de envejecimiento.
Queda mucho por investigar, señala Gargallo, pero el hecho de haber constatado la existencia in vivo de estas estructuras ya es en sí una buena noticia ya que abre la posibilidad de estudiar “un nuevo objetivo terapéutico que podría permitir el control de la expresión genética y, por ende, controlar enfermedades relacionadas con la misma, como determinados cánceres”.
La doble hélice es la estructura predominante, la forma más común que tiene el ADN para almacenar su información, pero hay otros patrones cuyo papel todavía no se conoce en profundidad y pueden ser muy importantes para la Medicina, concluyen los investigadores.
