Una única proteína, la denominada MutS, también conocida como 'la guardiana de nuestro genoma', es capaz de coordinar el proceso esencial de reparación de los errores durante la replicación del ADN de principio a fin. Este destacado avance, que publica Nature Structural & Molecular Biology, supone un nuevo e importante paso en el conocimiento de mutaciones que otorgan, por ejemplo, un mayor riesgo de desarrollar ciertas enfermedades tumorales, lo que podría contribuir, por tanto, al potencial y futuro desarrollo de nuevas dianas o estrategias terapéuticas más específicas.
El hallazgo ha sido realizado por el Grupo de Integridad Genómica y Biología Estructural que dirige Rafael Fernández-Leiro en el Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO), en colaboración con Meindert Lamers, del Leiden University Medical Center, LUMC (Países Bajos), y Titia Sixma, del Netherlands Cancer Institute y el Oncode Institute, para el que han empleado criomicroscopía electrónica, técnica con la que se ha visibilizado la proteína MutS.
Entre las diferentes fases de la división celular se encuentra la replicación del ADN, durante la cual la polimerasa de ADN duplica la información genética de la célula para poder transferirla a la célula hija. A pesar de ser un mecanismo muy preciso, en ocasiones pueden producirse errores. Es fundamental que estos errores sean reparados, ya que de lo contrario pueden causar el desarrollo de tumores.
Los investigadores ya habían descrito en trabajos anteriores que la polimerasa de ADN cuenta con su propio corrector, una exonucleasa, gracias a la cual puede corregir los errores que se introducen durante la copia del ADN. Pero cuando este corrector es insuficiente, entra en escena la proteína MutS, que escanea el ADN copiado en busca de errores y, a continuación, inicia y finaliza la reparación de aquellos que detecta.
Sin embargo, hasta el momento, no estaba claro cómo una sola proteína puede coordinar tantos procesos diferentes, mecanismo que acaba de desentrañar este estudio estudio internacional.
“Utilizando criomicroscopía electrónica hemos observado esta proteína mientras lleva a cabo sus funciones, capturando su estructura molecular en sucesivas conformaciones. Con esta información hemos podido entender cómo una sola proteína es capaz de coordinar todo el proceso, que ha de ser extremadamente preciso”, explica Rafael Fernández-Leiro.
Conocer en profundidad el proceso de reparación de nuestro ADN, en el que están involucrados la propia ADN polimerasa, la exonucleasa y la proteína MutS, es fundamental para comprender cómo las alteraciones que se producen en alguna de estas proteínas conducen a mutaciones y, por lo tanto, a un mayor riesgo de desarrollar ciertos tipos tumorales, como el síndrome de Lynch o el cáncer de endometrio.
Los avances tecnológicos en microscopía electrónica que se han producido en los últimos años, como la criomicroscopía electrónica, han sido de inestimable ayuda para visualizar y entender ciertos procesos ya que "permiten obtener imágenes a muy alta resolución de las proteínas mientras llevan a cabo su función. Utilizando estas imágenes s reconstruye en el ordenador la estructura tridimensional de la proteína y generar un modelo atómico que nos permite entender como funciona”, concluye el científico.
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