Gracias a un método de visualización 3-D llamado cristalografía de rayos X, científicos de la Universidad de Pensilvania (EE UU) han creado la primera imagen de procesos genéticos que ocurren dentro de cada célula del organismo. Este hallazgo histórico, publicado hoy en la revista Nature, supone un paso adelante en las investigaciones futuras de enfermedades como el cáncer.
Después de casi una década de trabajo, Song Tan y su equipo están emocionados al ver las intrincadas interacciones entre una proteína de la cromatina y el nucleosoma. “Estos hallazgos proporcionan la base para comprender cómo la proteína RCC1 (reguladora de la condensación de los cromosomas) y otras enzimas de la cromatina interactúan con el ADN a medida que se va empaquetando en la cromatina en las células”, explica Tan.
Utilizando un método de visualización 3-D llamado cristalografía de rayos X, los investigadores han creado la primera imagen de una proteína interactuando con el nucleosoma, ADN enrollado apretadamente en paquetes que reducen el espacio organizados alrededor de un núcleo proteico.
Los resultados muestran que la RCC1 se une a extremos opuestos del nucleosoma, algo similar a los pedales situados sobre la rueda de un triciclo, y proporcionan detalles atómicos de cómo una enzima puede reconocer tanto el ADN como los componentes de la proteína central del nucleosoma. Inesperadamente, los autores obtuvieron también cómo el ADN puede estirarse cuando se enrolla dentro de un nucleosoma.
“Nuestro objetivo ahora es determinar las estructuras de otras enzimas de la cromatina unidas al nucleosoma de importancia biológica y médica”, afirma Tan. “Anticipamos que esos estudios explicarán procesos genéticos fundamentales y proporcionarán la base de nuevas terapias dirigidas contra enfermedades humanas como el cáncer”.
Leer el nucleosoma
Como programa genético de la vida que es, el ADN debe ser descifrado o “leído”, aun cuando se encuentre empaquetado densamente en los nucleosomas. El nucleosoma es, por tanto, un objetivo clave de los procesos genéticos que tienen lugar en una célula y el centro de atención de las investigaciones científicas que tratan sobre cómo funcionan las células normales y las enfermas.
Desde que se determinara la estructura tridimensional del nucleosoma hace 13 años, los científicos se han preguntado cómo las enzimas de la cromatina reconocen y actúan en el nucleosoma para regular la expresión de los genes y otros procesos de una célula. “Tenemos que visualizar cómo estas enzimas son capaces de leer una estructura tan complicada como el nucleosoma”, indica Tan.
Para abordar este problema, Ravindra D. Makde, miembro postdoctoral del equipo de Tan, cultivó cristales moleculares de la RCC1 (una proteína crítica para la correcta separación de cromosomas durante la división celular) unida al nucleosoma y determinó la estructura atómica del complejo.
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Referencia bibliográfica:
Ravindra D. Makde; Joseph R. England; Hemant P. Yennawar y Song Tan. “Structure of RCC1 chromatin factor bound to the nucleosome core particle”. Nature, 26 de agosto de 2010. Doi:10.1038/nature09321.
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