Cualquiera que haya estado en un velero sabe que atar un nudo es la mejor manera de asegurar una cuerda a un gancho y evitar su deslizamiento. Lo mismo se aplica a los hilos de coser donde se introducen nudos para evitar que se deslicen a través de dos piezas de tela¿Cómo, entonces, pueden los filamentos largos de ADN, que tienen una estructura enredada y altamente anudada, pasar a través de los pequeños poros de varios sistemas biológicos? Esta es la pregunta fascinante abordada por Antonio Suma y Cristian Micheletti, investigadores de la Escuela Internacional de AvanzadoEstudios SISSA en Trieste que utilizaron simulaciones por computadora para investigar las opciones disponibles para el material genético en tales situaciones. El estudio acaba de ser publicado en PNAS .
"Nuestro estudio computacional arroja luz sobre los últimos avances experimentales sobre la manipulación de ADN anudado y agrega elementos interesantes e inesperados", explica Micheletti. "Primero observamos cómo los filamentos de ADN anudados pasan a través de poros minúsculos con un diámetro de aproximadamente 10 nanómetros 10 billonésimas de unmedidor. El comportamiento observado en nuestras simulaciones estuvo de acuerdo con las mediciones experimentales obtenidas por un equipo de investigación internacional dirigido por Cees Dekker, que se publicaron hace solo unos meses en Nature Biotechnology. Estos experimentos avanzados y sofisticados marcaron un punto de inflexión parasin embargo, los experimentos actuales no pueden "ver" cómo los nudos de ADN pasan realmente por el poro estrecho ". De hecho, el fenómeno ocurre en una pequeña escala espacial y, por lo tanto, inaccesible a los microscopios. Esta es precisamente la razón por la cual nuestro grupo recurrióa lo que el gran biofísico alemán Klaus Schulten llamó "el microscopio computacional", es decir, computer simulaciones "
Suma y Micheletti explican: "Las simulaciones revelaron que el paso del nudo puede ocurrir de dos maneras distintas: una donde el nudo está apretado y la otra donde el nudo está más deslocalizado. En ambos casos, el nudo no solo se las arreglapara pasar por el poro, pero lo hace en muy poco tiempo ". Además, el nudo generalmente pasa en las etapas finales de la translocación, cuando la mayor parte de la cadena de ADN ya ha pasado". Pero hay algo más que es contraintuitivo"declarar a los autores", el tamaño del nudo, ya sea pequeño o grande, no parece afectar mucho el tiempo de obstrucción de los poros. Este último depende en cambio de la velocidad de translocación, que, a su vez, depende de la posición inicial del"Los resultados, dicen los investigadores, deberían ayudar al diseño de futuros experimentos que prueben el anudado espontáneo del ADN, un lugar aún en gran parte inexplorado, especialmente con respecto al tamaño de los nudos de ADN".
Avanzar en nuestra comprensión actual de los nudos en las moléculas biológicas es importante para aclarar sus implicaciones en contextos biológicos, así como en los aplicativos, como la secuenciación de ADN usando nanoporos. Suma y Micheletti esperan que las direcciones prometedoras sugeridas por su estudio puedan conducir a unPerfiles más detallados y precisos de entrelazamiento en ADN, ARN y proteínas.
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Materiales proporcionado por Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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