El ADN en nuestras células se pliega en millones de paquetes pequeños, como cuentas en una cuerda, permitiendo que nuestros genomas lineales de ADN de dos metros quepan en un núcleo de solo aproximadamente 0.01 mm de diámetro. Sin embargo, estas cuentas moleculares, llamadas nucleosomas, hacen que el ADN sea "ilegible". Por lo tanto, deben desplazarse temporalmente para permitir que los genes se copien "transcriban" en los mensajes que se utilizan para producir proteínas. Cómo las células aseguran el acceso apropiado al ADN "promotor", las regiones donde el gencomienza la transcripción, todavía se entiende poco.
Investigadores de la Universidad de Ginebra UNIGE y la Ecole polytechnique fédérale de Lausanne EPFL, Suiza, están estudiando los mecanismos que controlan la dinámica de los nucleosomas y cómo esto afecta la expresión génica. Descubrieron que todos los promotores podrían clasificarse en dos tipos distintos que difierenpor su estado de estabilidad de nucleosomas. Un tipo, caracterizado por la presencia de nucleosomas dinámicos e inestables, se encuentra en genes altamente expresados, como los que participan en el control del crecimiento y la división celular. El otro tipo, que contiene bien conocidosnucleosomas estables, se encuentra en genes expresados con menos frecuencia. La interacción de diferentes actores moleculares involucrados en la desestabilización de nucleosomas se describe en la revista célula molecular .
¿Cómo pueden encajar unos dos metros de ADN lineal contenido en una célula de mamífero en un núcleo de aproximadamente 0.01 mm de diámetro? Esto se hace con la ayuda de nucleosomas, unidades básicas hechas de proteínas alrededor de las cuales se enrolla un segmento de ADN.dado que el gen necesita ser transcrito para crear nuevas proteínas, su región promotora debe desenvolverse del nucleosoma para que los factores involucrados en el inicio del proceso de transcripción puedan acceder a ella.
Los genes relacionados con el crecimiento están altamente expresados
"Es importante comprender cómo se mueven, expulsan o reestructuran los nucleosomas, ya que esto afectará la accesibilidad del ADN promotor, lo que a su vez influye en la expresión de los genes correspondientes", explica David Shore, profesor del Departamento de Biología Molecularde la Facultad de Ciencias de la UNIGE. La dinámica de la formación y el posicionamiento de nucleosomas en los promotores puede, por ejemplo, ayudar a comprender por qué algunos genes están altamente expresados, como los involucrados en el crecimiento normal o maligno, mientras que otros, como los inducidos por el estrésgenes, rara vez se expresan en condiciones normales.
En colaboración con investigadores del Departamento de Ciencias de la Computación UNIGE y el Instituto Suizo de Bioinformática en EPFL, el equipo de David Shore se ha comprometido a caracterizar los nucleosomas presentes en cada promotor genético del ADN de la levadura. Este hongo unicelular se utiliza como organismo modeloporque funciona en muchos aspectos como una célula de mamífero. Al igual que las células humanas, la levadura también posee los llamados nucleosomas "frágiles". Descubiertos por casualidad y denominados "frágiles" porque no resisten tan bien como los demás a ciertas enzimas,su naturaleza y función permanecieron esquivas.
Un tipo único de nucleosoma dinámico
"Hemos revelado la existencia de dos tipos de promotores, que difieren por la presencia de nucleosomas 'frágiles'", dice Slawomir Kubik, primer autor del estudio e investigador de UNIGE. Los científicos también descubrieron que el tipo de promotorque contiene nucleosomas 'frágiles' está fuertemente asociado con altos niveles de transcripción. Ellos especulan que la naturaleza dinámica del nucleosoma 'frágil' juega un papel importante en el aumento del acceso de las proteínas que inician la transcripción al promotor ". El genoma probablemente permanece en unestado muy compacto la mayor parte del tiempo, con nucleosomas que enrollan el ADN como un resorte apretado. Creemos que la presencia de nucleosomas dinámicos en genes altamente expresados ayuda a relajarse esta primavera rápidamente y tan a menudo como sea necesario ", comenta David Shore.
Dado que muchos de los genes que contienen nucleosomas 'frágiles' están controlados de manera continua por la disponibilidad de nutrientes, la modulación de la estabilidad del nucleosoma promotor puede ser una estrategia utilizada para coordinar la transcripción relacionada con el crecimiento a nivel de todo el genoma.
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Materiales proporcionados por Universidad de Ginebra . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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