I-Motif: estructura de ADN de 4 hebras.

La Doble Hélice del ADN es uno de los más grandes descubrimientos científicos de todos los tiempos. Descrita primero por James Watson y Francis Crick en 1953. El ADN es la famosa molécula de la genética que almacena toda la información de un individuo. No fue hasta mediados del 2001, que el “Proyecto Genoma Humano” y Celera Genomics, se presentó la verdadera naturaleza y complejidad del código inherente al ADN. Hoy se sabe que cada molécula humana de ADN comprende bases químicas dispuestas en aproximadamente 3 billones de secuencias precisas. Hasta la molécula de ADN de la bacteria unicelular: E. coli, contiene suficiente información para llenar todos los libros de cualquiera de las bibliotecas más grandes del mundo.

Desde la ardua investigación realizada por Watson y Crick, el estudio del material genético se volvió un tema popular dentro del ámbito científico. Sin embargo, esta estructura helicoidal no es la única forma que tienen los genes de almacenar su información.  El ADN es capaz de plegarse y estructurarse de otras maneras. Como se ha visto reflejado en estudios recientes, existe una nueva estructura cuádruple. Esta “nuevo” plegamiento se había  observado ‘in vitro’, pero nunca antes se había podido demostrar su existencia en el núcleo de células vivas. La estructura denominada i-motif, consta de cuatro cadenas de ADN cuyas hebras se emparejan de una forma bastante curiosa.

 

De acuerdo a lo que la mayoría conoce las bases nitrogenadas se agrupan en forma de pares de bases C-G (citosina y guanina) y A-T (adenina y timina). Por otro lado, en la nueva forma cuádruple identificada in vivo, se tiene que son las citosinas (C) las bases que forman pares entre ellas. Esta investigación nos revela la existencia de estructuras de ADN completamente diferentes, lo cual  podría ser clave para nuestras células.

Para conseguir detectar la nueva estructura, los investigadores utilizaron un fragmento de un anticuerpo capaz de reconocer y adherirse específicamente a las formas i-motif. Gracias a técnicas de fluorescencia, los científicos no sólo identificaron las estructuras en el núcleo de numerosas células humanas, sino también contemplar su localización.

Había un debate sobre si esta estructura podía existir en el medio biológico. Se había observado y estudiado ‘in vitro’, pero algunos investigadores sugerían que era únicamente una curiosidad de laboratorio, sin funciones biológicas. En la actualidad se ha demostrado que no es así, lo cual abre una nueva línea de investigación. Esto nos muestra que tras 65 años el descubrimiento de la estructura helicoidal conocida del ADN, aún guarda muchos secretos.

Entre otras aplicaciones, conocer la existencia real de estas estructuras da esperanza de  “poder investigar nuevas dianas terapéuticas”. De hecho, esa vía ya se está explorando con los G-quadruplex, también estructuras de cuatro cadenas de ADN cuya existencia in vivo se descubrió hace unos cinco años.

Si se verifican los indicios que han observado los investigadores, los i-motif también podrían cumplir un papel muy importante en la regulación genómica. Lo cual abre muchas puertas para posibles curas y comprensión de diferentes enfermedades genéticas.

Según los datos mostrados en la investigación, los i-motifs están presentes en algunas regiones que están relacionadas con la regulación genética, es decir, con la parte del ADN que funciona como un “interruptor” y hace que algunos genes se ‘enciendan’ o ‘apaguen’ y por lo tanto, se pongan en marcha determinados mecanismos moleculares. Un minúsculo cambio dentro de estos mecanismos suele tener consecuencias catastróficas, (por ejemplo, el cáncer).

Por otra parte, los científicos involucrados también han observado que los i-motifs no son duraderos. Por el contrario, son estructuras transitorias que al parecer solo irrumpen en un momento determinado de la vida en la célula. Principalmente en una fase caracterizada por una gran actividad de transcripción y crecimiento celular, para luego desaparecer. También, han llegado a la conclusión que son más frecuentes en los telómeros.

Si bien queda mucho por investigar, el solo hecho de haber encontrado la existencia in vivo de estas estructuras ya es una buena noticia. Esto abre la posibilidad de estudiar un nuevo objetivo terapéutico que podría permitir el control de la expresión genética y por ende, controlar enfermedades relacionadas con la misma, como determinados cánceres.

La doble hélice es la estructura predominante, la forma más común que tiene el ADN para almacenar su información, pero hay otros patrones cuyo papel todavía no se conoce en profundidad y pueden ser muy importantes para la Medicina, concluyen los investigadores.

 

Escrito por: Elizabeth J.

Editado por: Bairon Hernández

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