Mónica Luna | Madrid  |
| Hebras de ADN y proteínas AddAB responsables de la reparación del ADN en bacterias. | Fernando Moreno. |
En las células humanas, tanto las actividades metabólicas habituales como los factores ambientales (exposición a luz ultravioleta o radiación), producen daños en el ADN. Nuestro organismo dispone de una serie de procesos reparadores de estas lesiones. Esta actividad correctora es compleja e importante ya que una pérdida en su efectividad da lugar al envejecimiento prematuro y a mutaciones, siendo estas últimas una de las principales causas de la aparición de cáncer.
Fernando Moreno, investigador delCentro Nacional de Biotecnología (CNB-CSIC), ha encontrado respuestas a cuestiones clave en la reparación de ADN, utilizando estrategias basadas en técnicas de molécula individual.
Mónica Luna.- ¿Con qué frecuencia se produce una rotura en nuestro ADN?
Fernando Moreno.- La integridad de nuestro ADN está amenazada continuamente. Estas amenazas generan lesiones en el genoma y una fracción de éstas se convierte en cortes de la doble hebra del ADN. En una célula humana se produce, en promedio, del orden de 50 roturas de doble hebra al día. Por tanto, durante la media hora que dura esta entrevista, tendremos estadísticamente un corte en el genoma en cada una de nuestras células. Si consideramos el conjunto de todas las células que componen nuestro organismo, tenemos unos 100 trillones de roturas cada media hora.
M. L.- Estas cifras tan impresionantes hacen pensar que los mecanismos de reparación son robustos. ¿Cómo funcionan?
F. M.- Afortunadamente tenemos mecanismos de reparación del ADN muy sólidos y a la vez altamente complejos. Uno de estos mecanismos, denominado recombinación homóloga, utiliza el hecho de que cada cromosoma posee dos copias idénticas de su ADN. Podemos decir que uno es la copia de seguridad del otro. En el caso de doble rotura se utiliza la información del cromosoma compañero para recuperar la información perdida por la lesión. Todas estas operaciones las realizan proteínas y máquinas moleculares que son capaces de cortar, copiar, pegar etc... fragmentos o trozos de ADN en la cadena dañada.
M. L.- Resulta fascinante que este proceso tan complejo se realice con tanta frecuencia. ¿Qué parte del proceso estudian y cómo lo hacen?
F. M.- Una parte de nuestra investigación consiste en estudiar el primer paso de la recombinación homóloga. Éste consiste en convertir una cadena doble, fruto de un corte, en una molécula de hebra sencilla. Para ello unas proteínas, las helicasas, actúan como motores moleculares recorriendo el ADN con el fin de separar ambas hebras. Al mismo tiempo, unas enzimas denominadas nucleasas se encargan de cortar la hebra en el lugar adecuado. Nosotros estudiamos cómo ocurren estos procesos utilizando un instrumento denominado "pinzas magnéticas" y la técnica de microscopía de fuerzas.
M. L.- ¿Cuáles son las ventajas de utilizar estas técnicas?
F. M.- Te permiten estudiar cómo suceden estos procesos de reparación para una única molécula de ADN y una única proteína, proporcionando información que es inaccesible en experimentos bioquímicos convencionales. Estas técnicas permiten observar estados intermedios en una reacción sin necesidad de promedios de muchos eventos. Con las pinzas magnéticas estudiamos la dinámica de motores moleculares que se desplazan a lo largo del ADN en tiempo real. Podemos medir la velocidad a la que se desplazan o la fuerza que ejercen sobre el ADN. Podemos, por ejemplo, introducir daño deliberadamente y ver como estas proteínas reparadoras se comportan al encontrar este daño.
M. L.- ¿Cómo funcionan las pinzas magnéticas?
F. M.- Este aparato es capaz de manipular y estirar una molécula de ADN usando unos imanes muy potentes. Como el ADN es muy pequeño y además no es magnético lo que hacemos es unir uno de sus extremos a una esfera de una micra de diámetro que sí es magnética. El otro extremo del ADN está fijo a un punto de una superficie. Ahora si acercamos el imán a la esfera magnética lo que haremos será aplicar una tensión y estirar el ADN. A partir de las fluctuaciones y de la posición de la esfera magnética podemos calcular la fuerza que ejercen las proteínas reparadoras en la hebra de ADN y la velocidad a la que se desplazan por dicha hebra.
Mónica Luna es investigadora en Nanociencia y Nanotecnología en elInstituto de Microelectrónica de Madrid (CNM-CSIC).
monica.luna.estevez@gmail.com
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Fonte: El Mundo
