Nuevo papel del ADN “basura” en momentos de estrés (PNAS)


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Investigadores del Hospital General de Massachusetts (Estados Unidos) han descubierto un nuevo y sorprendente papel del llamado ADN “basura”, según publican en Proceedings of the National Academy of Sciences.

Los hallazgos pueden tener importantes implicaciones clínicas para ayudar al cuerpo a responder al estrés, como durante el desarrollo de infecciones, cáncer o enfermedades autoinmunes.

Solo un porcentaje de ADN humano codifica proteínas y aproximadamente la mitad del resto del genoma está formado por lo que solía llamarse secuencias “basura” que pueden copiarse en ARN o ADN y saltar de un lugar a otro.

Estudios previos habían revelado un papel fundamental para uno de estos 'genes saltarines' en momentos de estrés. Las secuencias que saltan de un lugar a otro en el genoma se conocen más formalmente como elementos transponibles, y su papel en la salud y la enfermedad no se entiende completamente pero desde hace tiempo se sospecha que son más que elementos parásitos sin una buena función.

En su estudio original, Jeannie Lee y colegas descubrieron que uno de estos elementos transponibles, un elemento nuclear intercalado (SINE) muy abundante y corto, llamado B2 en ratones (ALU en humanos), produce un ARN que se corta cuando se junta con una proteína llamada EZH2.

Sin embargo, en ese momento, no sabían cómo se corta el ARN. Los investigadores ahora hacen el sorprendente descubrimiento de que B2 y ALU se cortaron.

Hasta hace cuatro décadas, se pensaba que solo las proteínas pueden producir enzimas y que solo las enzimas pueden cortar los ácidos nucleicos, los componentes básicos del ADN y el ARN. Pero en 1982, los investigadores demostraron que el ARN también puede funcionar como enzimas, y estos ARN se llaman ribozimas, un descubrimiento que condujo al Premio Nobel de Química en 1989.

Hasta hoy se han descrito 15 clases de ribozimas, pero son principalmente observados en bacterias y virus y muy pocos se conocen en mamíferos como los humanos, y sus funciones no están claras en su mayoría.

Debido a que B2 y ALU son tan abundantes en nuestras células, el descubrimiento del grupo Lee da un nuevo giro a la historia de la ribozima.

"B2 y ALU están presentes en cientos de miles de copias en nuestro ADN y se expresan masivamente durante el estrés. Esta es una cantidad alucinante de actividad de ribozima", destaca Lee. El equipo descubrió que B2 y ALU son normalmente silenciosos, pero cuando se someten a calor u otras formas de estrés, se activan. Además, su actividad de corte de ARN se ve reforzada por una interacción con la proteína EZH2.

Lee señaló que las células son continuamente desafiadas por el estrés, y una respuesta rápida puede significar la diferencia entre la vida y la muerte.

"La articulación de la inducción de genes relacionados con el estrés a los ARN de corte automático parece muy adaptativa -apuntan los autores-. No se requeriría una nueva síntesis de productos genéticos y el evento crítico sería el reclutamiento de un factor de proteína, EZH2, que ya existe dentro de las células y está listo para ser movilizado".