Describen novas actividades bioquímicas que contribúen á correcta separación dos cromosomas durante a división celular
Un novo traballo publicado na revista Nucleic Acids Research profunda no mecanismo de actuación dun tipo de proteínas que funcionan como tesoiras que separan moléculas de ADN entrelazadas permanentemente. Este achado é froito do traballo do grupo Repair and Genome Integrity do Centro de Investigación en Medicina Molecular e Enfermidades Crónicas da USC (CiMUS), liderado por Miguel González Blanco, profesor do departamento de Bioquímica e Bioloxía Molecular. Este grupo afonda na comprensión dos sistemas de reparación do ADN, encargados de protexelo fronte a lesións e posibles mutacións, e en como se axustan ás distintas etapas da vida dunha célula.
“As nosas moléculas de ADN son obxecto constante de lesións químicas e físicas que comprometen a súa información xenética, polo que as nosas células dispoñen de toda unha batería de mecanismos de reparación que evitan que ditas lesións se convertan en mutacións estables e transmisibles”, explica Miguel González. En concreto, a recombinación homóloga (HR) é un complexo mecanismo de reparación especializado en reconectar aquelas moléculas de ADN que sufriron a rotura das súas cadeas, unha das formas de dano ao ADN máis perigosas. Por iso, a HR cumpre unha función esencial no mantemento da estabilidade xenómica e está presente en todos os seres vivos, dende bacterias ata o ser humano.
Para realizar a súa función e restablecer a información xenética perdida nestas roturas, a HR aprovéitase da presenza nas células de moléculas intactas de ADN coa mesma información (ou case), como unha cromátida irmá ou cromosoma homólogo. Así, a maquinaria da HR dispara unha serie de piruetas moleculares mediante as cales a molécula de ADN danada é capaz de buscar á súa compañeira intacta, separar as súas fibras e usalas como molde para recuperar a información xenética perdida. Con todo, esta estratexia non está libre de riscos, xa que ás veces implica a formación de estruturas de catro cadeas coñecidas como unións de Holliday que conectan establemente as moléculas de ADN recombinantes e que, de non ser separadas de novo adecuadamente, supoñerían un obstáculo para a separación dos cromosomas durante a división celular.
Resolvasas
Para asegurarse que todas estas conexións sexan suprimidas, os organismos contan cun tipo de encimas, as resolvasas, especializadas en eliminar estas unións de Holliday cando son especialmente persistentes. En función do seu modo de acción bioquímica, estas resolvasas catalogáronse como “canónicas” ou “non canónicas”, dependendo de se as moléculas de ADN son máis ou menos simples de reparar tras a súa acción.
O investigador principal do CiMUS atópase entre os científicos pioneiros na identificación das primeiras resolvasas canónicas coñecidas en células de fermento (Yen1) e humanas (GEN1). Dende entón, o grupo avanzou moito no coñecemento das súas funcións dende o punto de vista xenético e, no caso da proteína humana, tamén bioquímico. Con todo, Yen1 foi extremadamente difícil de manipular no tubo de ensaio, polo que o seu mecanismo de acción bioquímico nunca foi esclarecido.
Neste artigo, froito do traballo de máis de seis anos e liderado polos estudantes de doutoramento Raquel Carreira e Francisco Javier Augado, “describimos a primeira caracterización bioquímica de Yen1, establecendo un estudo comparativo tanto coa resolvasa humana como entre dous estados de alta actividade e baixa actividade da propia Yen1, encima cunha regulación ao longo do ciclo celular tremendamente estrita, que impide que poida acceder ao ADN ata as fases finais do ciclo”, asegura González Blanco.
Os resultados permitiron identificar novas actividades bioquímicas nesta encima que lle permiten cortar as moléculas de ADN de formas alternativas ás antes descritas para outros membros desta familia de nucleasas; e que poderían ser perniciosas para a célula se actúan cando non é debido. Ademais, o estudo revelou que algúns destes modos alternativos de procesamento tamén son detectables na proteína humana GEN1, aínda que non foran identificados previamente. En conxunto, o traballo achega novos datos sobre as características bioquímicas desta familia de nucleasas presente en todos os eucariotas así como novas hipóteses para entender o porqué da súa estrita regulación ao longo do ciclo celular.
