A medida que la cuerda de un cromosoma se replica, se deshilacha en los extremos. No hay problema: los extremos de un cromosoma tienen un hilo adicional para que el deshilachado no llegue al cuerpo de la cuerda donde reside la información importante. Este hilo adicional se llama"telómero". Con el tiempo y a través de las repeticiones, este hilo de telómero se descompone hasta que el cromosoma pierde sus extremos protectores y este "deshilachado" llega a la cuerda, destruyendo el cromosoma y provocando la muerte de la célula.
Esto está muy bien: la muerte celular eventual es como debería ser. Sin muerte celular, hay inmortalidad celular y con la inmortalidad celular hay cáncer. Las células cancerosas contrarrestan la descomposición de los telómeros acumulándolos tan rápido como pueden.se degradan. Una célula cancerosa hace esto al unir un telómero con la enzima telomerasa. Básicamente, cuando la telomerasa se encuentra y se une a un telómero, agrega una secuencia de ADN repetitiva a las secuencias de ADN que ya están en su lugar, alargando el telómero y agregandoa los extremos protectores del cromosoma.
Los oncólogos e investigadores del cáncer desean que la telomerasa no haga esto. Sin esta reparación constante de los telómeros, los cromosomas eventualmente se degradarían y las células cancerosas morirían. Sin la interacción de la telomerasa con los telómeros, las células cancerosas serían mortales.
Un estudio dirigido por el investigador del Centro de Cáncer de la Universidad de Colorado, Thomas Cech, PhD, Profesor Distinguido de CU Boulder, Premio Nobel y director del Instituto BioFrontiers de CU, utiliza tecnología de edición de genes CRISPR preseleccionada para el Premio Nobel y células vivas, individualesmicroscopía de moléculas que condujo al Premio Nobel de Química 2014 para los investigadores no afiliados Betzig, Hell y Moerner para observar en tiempo real, por primera vez, esta interacción esencial entre la telomerasa y los telómeros. Los resultados se publican en la revista Celda .
Lo que Cech y sus coautores, Jens Schmidt, PhD, investigador postdoctoral y científico del personal de la Damon Runyon Cancer Foundation, Arthur Zaug, vieron es que la telomerasa se difunde por todo el núcleo celular, chocando con las cosas. Ni la telomerasa ni los telómeros son comunes en el núcleo, pero a veces el azardice que el primero golpea al segundo. Pero no sirve de nada que la telomerasa se adhiera a un punto medio del telómero. Para proteger el cromosoma, la telomerasa debe adherirse al final de la cuerda. Entonces, si la telomerasa golpea el medio de untelómero, pronto se separa e intenta nuevamente. Cech y sus colegas llaman a esto "sondeo". Solo si el sondeo resulta en un golpe directo al final del telómero, la telomerasa se adhiere y se queda.
"Es como buscar en Tripadvisor un lugar en el que desea alojarse", dice Cech. "Examina diferentes hoteles y finalmente encuentra uno que tiene todas las características que desea".
Cech llama a este mecanismo "plausiblemente la forma más simple en que una pequeña máquina rara puede encontrar su sitio de aterrizaje muy raro dentro del complejo paisaje del núcleo".
Piénselo: la telomerasa se difunde uniformemente a través del núcleo. Cuando golpea cualquier parte de un telómero, se pega brevemente, lo que aumenta la concentración de telomerasa cerca de los telómeros y aumenta la posibilidad de que la telomerasa golpee un extremo del telómero dondeSe puede conectar de forma segura.
El grupo pudo hacer visible este proceso utilizando la tecnología de edición de ADN CRISPR para insertar código en el gen que produce la telomerasa. Este código insertado fabricó una proteína fluorescente, que se unió a la telomerasa. El grupo luego utilizó lo que algunos llaman nanoscopiapara ver esta proteína fluorescente.
"Lo sorprendente para mí es que hace tres años, no podías haber hecho nada de esto. Así de rápido se están moviendo las cosas en biología, simplemente avanzando vertiginosamente", dice Cech.
Anteriormente, mirar lo suficientemente cerca como para ver la fluorescencia de una sola proteína habría requerido "arreglar" la célula y visualizarla con un microscopio. Habría sido una instantánea. La capacidad de ver los procesos dentro de una célula viva con este aumentoes como grabar un video
"Con esta imagen celular fija, no vimos la dinámica", dice Cech. "Y la telomerasa que se difunde rápidamente es invisible, se pierde o se pierde en el fondo".
Cech señala que esta técnica de nanoscopía asistida por CRISPR probablemente será utilizada por científicos fuera del campo de la investigación de los telómeros. También espera que este hallazgo específico ayude en la detección de medicamentos contra la telomerasa.
"En este momento no tenemos un gran inhibidor de la telomerasa. No sabemos en qué paso está interfiriendo nuestra primera generación de estos medicamentos, por lo que no sabemos cómo optimizar estos fármacos candidatos para el efecto anticancerígeno".Cech dice: ¿Un medicamento impide el ensamblaje de la telomerasa? ¿Evita que la telomerasa se mueva cerca de los telómeros? ¿Evita el sondeo? ¿Evita que la telomerasa encuentre un final de telómero?
"Saber dónde un medicamento bloquea la capacidad de la telomerasa para alargar los telómeros podría tener una amplia aplicabilidad para diversos tipos de cáncer", dice Cech.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Campus Médico Anschutz de la Universidad de Colorado . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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