La luz ultravioleta daña el ADN de las células de la piel, lo que puede provocar cáncer de piel. Pero este proceso es contrarrestado por la maquinaria de reparación del ADN, que actúa como un protector solar molecular. Sin embargo, no está claro cómo funcionan las proteínas de reparación en el ADN apretadoEn la cromatina, donde el acceso al daño del ADN está restringido por el empaquetado de proteínas.Utilizando microscopía electrónica criogénica, investigadores del grupo Thomä del Instituto Friedrich Miescher de Investigación Biomédica FMI han identificado un nuevo mecanismo por el cual las proteínas reparadoras detectan y se unen al ADN dañado queestá densamente empaquetado en nucleosomas.
La luz ultravioleta UV daña el ADN, produciendo pequeñas lesiones. Estas lesiones UV primero son detectadas por un complejo de proteínas conocido como UV-DDB y, una vez que se han identificado las lesiones, el resto de la maquinaria de reparación del ADN entra en acciónLa pregunta es, ¿cómo puede unirse el UV-DDB a las lesiones cuando el ADN se enrolla alrededor del núcleo de la proteína histona del llamado nucleosoma la unidad básica de la cromatina, el empaque del ADN de los cromosomas eucariotas?
Para obtener acceso, se pensaba anteriormente que la UV-DDB requería la ayuda de proteínas adicionales que desplazan el nucleosoma. Los investigadores del grupo dirigido por Nicolas Thomä ahora han descubierto que las proteínas adicionales no son necesariamente necesarias para detectar lesiones inducidas por los rayos UV; en cambio, el complejo UV-DDB aprovecha la dinámica intrínseca del ADN nucleosómico. El factor de reparación del ADN parece captar las lesiones UV cuando son accesibles temporalmente.
En su estudio publicado en Naturaleza , los científicos determinaron varias estructuras tridimensionales 3D de UV-DDB unidas a lesiones en diferentes ubicaciones alrededor del nucleosoma, utilizando microscopía crioelectrónica, una técnica que permite visualizar la estructura 3D de las biomoléculas con detalles atómicos.Los investigadores concluyeron que las estrategias de detección de daños dependen de dónde se encuentra la lesión de ADN. En el caso de lesiones "accesibles", que pueden contactarse directamente, UV-DDB se une fuertemente a la lesión. El reconocimiento de lesiones "ocluidas" frente a lael núcleo de la proteína histona del nucleosoma requiere pasos adicionales: UV-DDB une las lesiones UV cuando se exponen temporalmente a través de la dinámica natural del nucleosoma. Uno de los autores principales, Syota Matsumoto, explica: "Para visualizar lo que sucede en el molecularnivelado, imagine un trozo de cuerda enrollado alrededor de una bobina, que se vuelve accesible cuando se tira un poco hacia adelante o hacia atrás ".
Los investigadores llamaron al mecanismo de lectura de daños en el ADN "exposición de sitio asistida por deslizamiento". Este nuevo mecanismo funciona independientemente de los remodeladores de cromatina y no requiere energía química para deslizar o desalojar los nucleosomas.
Thomä comenta: "En el pasado, se pensaba que los nucleosomas eran un obstáculo importante para las proteínas de unión al ADN. En nuestro estudio, demostramos que no lo están, y que el sistema está diseñado para unir las lesiones UV donde sea que estén".hace que este estudio sea realmente poderoso es el hecho de que el mecanismo que identificamos podría muy bien ser utilizado por muchos otros tipos de proteínas de unión al ADN. El acceso al ADN nucleosómico no solo es fundamental para la reparación del ADN, sino que es relevante para todas las proteínas que se unen a la cromatina.Con nuestro estudio, definimos una estrategia previamente desconocida para el acceso de proteínas a las plantillas de ADN cromatinizado ".
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Materiales proporcionado por Instituto Friedrich Miescher . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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