Tendencias21

El ADN se enrolla y desenrolla asimétricamente, como un yoyó

Científicos de la Universidad de Illinois (EE.UU.) han descubierto que la cadena de ADN es asimétrica, es decir, que se enrolla en un sentido y se desenrolla en el otro, como un yoyó. Esta propiedad física depende de la secuencia genética, que es la que determina la flexibilidad y por tanto la estabilidad del paquete de ADN dentro de la célula.

El ADN se enrolla y desenrolla asimétricamente, como un yoyó

Para empaquetar dos metros de ADN en una célula microscópica, la cadena de información genética debe enrollarse muy cuidadosamente en los cromosomas. Sorprendentemente, la secuencia de ADN hace que se enrolle y desenrolle de forma parecida a un yoyó, según explican científicos de la Universidad de Illinois (EE.UU.) en Cell.

«Descubrimos este aspecto interesante del ADN desde el punto de vista de la física: que su secuencia determina la flexibilidad y por lo tanto la estabilidad del paquete de ADN dentro de la célula», explica el profesor de Física Taekjip Ha, que es miembro del Instituto Woese R. Carl de Biología Genómica de la universidad, en la información de ésta. «Esto es en realidad física del ADN muy elemental. Mucha gente pensaba que deberíamos haber sabido esto hace muchas décadas, pero todavía hay sorpresas en la física del ADN».

El ADN está empaquetado en cromosomas, que se asemejan a pulseras de cuentas. La cadena de ADN se enrolla alrededor de granos, llamados histonas, para crear nucleosomas. Estos nucleosomas se trenzan juntos en cadenas de cuentas que están intrincadamente entretejidos en los cromosomas.

Los científicos sabían que el ADN podría desenrrollarse del nucleosoma, pero se asumía que los dos extremos eran simétricos, lo que significaba que desenrollar el ADN sería como desatar un zapato. Los investigadores de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign han descubierto que el ADN es en realidad muy asimétrico, como la cadena que envuelve un yoyo. Tirar de un extremo del ADN simplemente apretará la bobina, mientras que tirar del otro lo desenrolla como un yoyó.

La física de este empaquetamiento del nucleosoma está determinada por la secuencia del ADN, que hace que la cadena de ADN sea lo suficientemente flexible para satisfacer dos principios conflictivos: tiene que ser lo suficientemente estable como para compactar el ADN, pero lo suficientemente dinámica para que la hebra pueda desenrollarse y leída para producir proteínas.

«Hay muchos buenos estudios que demuestran que cambiar la secuencia del gen afectará otras cosas. Se podrían crear diferentes proteínas, por ejemplo», recuerda Ha. «Pero nadie había pensado realmente en que los cambios en la secuencia tuvieran un efecto sobre la física del ADN, que a su vez provocan cambios en la biología.»

Asimetría

La investigación de Ja ha demostrado que es más fácil para la maquinaria de fabricación de proteínas de la célula leer desde el extremo «débil» del nucleosoma, el que se desenrolla con mayor facilidad. Creen que las mutaciones genéticas relacionadas con las enfermedades, como el cáncer, alteran la estabilidad del nucleosoma.

«Esto podría tener un gran impacto en cómo se lee la información y cómo se producen las diferentes proteínas», piensa Ha. «Por ejemplo, puede que las proteínas que combaten el cáncer y las proteínas causantes del cáncer se fabriquen de manera diferente en función de los cambios en la flexibilidad y la estabilidad del ADN causados por mutaciones.»

El científico Ha planea utilizar secuenciación de última generación para determinar la flexibilidad de un genoma completo. Tiene la esperanza de crear el primer mapa de las propiedades físicas de todo el genoma. También quiere saber si las mutaciones pueden hacer que el ADN sea más fácil o más difícil de leer.

Referencia bibliográfica:

Thuy T.M. Ngo, Qiucen Zhang, Ruobo Zhou, Jaya G. Yodh, Taekjip Ha: Asymmetric Unwrapping of Nucleosomes under Tension Directed by DNA Local Flexibility. Cell (2015). DOI: 10.1016/j.cell.2015.02.001

RedacciónT21

Hacer un comentario

RSS Lo último de Tendencias21

  • Una pequeña luna de Saturno parecida a la “Estrella de la Muerte” de Star Wars contiene un océano oculto 8 febrero, 2024
    Por debajo de la superficie repleta de cráteres de Mimas, una de las lunas más pequeñas de Saturno, se esconde un océano global de agua líquida de reciente formación. El satélite posee tan sólo unos 400 kilómetros de diámetro y presenta un notable parecido con la “Estrella de la Muerte”, una estación espacial imperial que […]
    Pablo Javier Piacente
  • Logran controlar un objeto virtual con la mente durante un sueño lúcido 8 febrero, 2024
    Un grupo de participantes en un nuevo estudio científico logró manejar un vehículo virtual a través de un avatar únicamente con su mente, mientras sus cerebros permanecían en la fase REM del sueño. Además de profundizar en los misterios de la consciencia humana, la innovación podría facilitar el acceso a nuevos desarrollos tecnológicos, como un […]
    Pablo Javier Piacente
  • Un proyecto global trabaja para crear de forma colaborativa un cerebro robótico general 8 febrero, 2024
    El auge de la inteligencia artificial generativa impulsa un proyecto global que trabaja para crear un cerebro robótico general, capaz de generar androides como los que hemos visto hasta ahora solo en la ciencia ficción. Pero es cuestión de tiempo que convivamos con ellos en perfecta armonía. Ya no es una utopía.
    Eduardo Martínez de la Fe
  • La IA está capacitada para resolver dilemas morales cuando conduce vehículos autónomos 8 febrero, 2024
    Los sistemas de IA muestran significativas similitudes éticas con las reacciones humanas ante dilemas morales, lo que los acreditan para conducir vehículos autónomos tal como lo harían las personas.
    Redacción T21
  • Los huracanes se están volviendo tan fuertes que ya no existen categorías para clasificarlos 7 febrero, 2024
    Cinco tormentas en la última década tuvieron velocidades de viento que pertenecen a una hipotética categoría 6 en la escala de huracanes Saffir-Simpson: el fenómeno obligaría a los científicos a crear una nueva clasificación, capaz de reflejar la virulencia de los huracanes en la actualidad. Las causas principales del fenómeno tienen su origen en el […]
    Pablo Javier Piacente
  • Un asteroide habría explotado sobre la Antártida hace unos 2,5 millones de años 7 febrero, 2024
    Un asteroide se desintegró sobre el continente antártico hace aproximadamente 2,5 millones de años: la evidencia proviene de un análisis químico de más de 100 pequeños trozos de roca extraterrestre, que se han preservado dentro de las enormes capas de hielo. Hasta el momento, solo se conocen otros dos eventos de explosiones aéreas antiguas en […]
    Pablo Javier Piacente
  • Crean la primera niña de inteligencia artificial del mundo 7 febrero, 2024
    La primera niña IA del mundo ha sido creada por científicos chinos, que la han dotado de emociones e intelecto y de la capacidad de aprender de forma autónoma. Se comporta como si tuviera tres o cuatro años y representa un avance significativo para el campo de la inteligencia artificial general.
    Redacción T21
  • Oponerse a la regulación de los pesticidas no es la solución al problema de los agricultores 7 febrero, 2024
    Los agricultores que se movilizan en España y Europa se oponen con firmeza a las nuevas regulaciones europeas en materia de pesticidas, lo que representa una amenaza mayor para la salud pública que tener una central nuclear al lado de casa: estos químicos han costado miles de vidas y enfermos crónicos, al tiempo que han […]
    Eduardo Costas | Catedrático de la UCM y Académico de Farmacia
  • El arte existió antes del surgimiento de los humanos modernos 6 febrero, 2024
    Nuevas investigaciones sugieren que nuestros parientes humanos arcaicos, como los neandertales, ya contaban con las capacidades cognitivas para desarrollar arte: el hallazgo de ejemplos cada vez más antiguos de expresión artística en el registro arqueológico confirmaría esta hipótesis. Sin embargo, aún se discute si estas manifestaciones creativas pueden catalogarse como arte.
    Pablo Javier Piacente
  • Descubren una nueva supertierra que podría ser un mundo habitable 6 febrero, 2024
    Un planeta extrasolar del tipo supertierra, denominado TOI-715 b y aproximadamente una vez y media más ancho que la Tierra, podría ser capaz de albergar vida: orbita dentro de la zona habitable de una enana roja, a escasa distancia de nuestro planeta. Además, podría estar acompañado de otro cuerpo planetario, con un tamaño casi idéntico al […]
    Pablo Javier Piacente