Un equipo de científicos ha identificado cómo se reparan las moléculas de ADN dañadas dentro del genoma humano, un descubrimiento que ofrece nuevos conocimientos sobre cómo funciona el cuerpo para garantizar su salud y cómo responde a las enfermedades derivadas del ADN dañado.
"Nuestros hallazgos muestran que un proceso de reparación de ADN es muy robusto, diseñado a través de intrincadas firmas estructurales y dinámicas donde ocurren las roturas", explica Alexandra Zidovska, profesora asistente en el Departamento de Física de la Universidad de Nueva York y autora principal del estudio, queaparece en Revista biofísica . "Este conocimiento puede ayudarnos a comprender el genoma humano en estados sanos y afectados por enfermedades, y potencialmente ofrecer una vía para mejorar el diagnóstico y la terapia del cáncer".
El genoma humano consiste, notablemente, en dos metros de moléculas de ADN empaquetadas dentro de un núcleo celular, que tiene un diámetro de diez micrómetros. El empaquetamiento adecuado del genoma es crítico para su función biológica saludable, como la expresión génica, la duplicación del genoma yReparación del ADN. Sin embargo, tanto la estructura como la función del genoma son muy sensibles al daño del ADN, que puede variar desde el cambio químico a la molécula de ADN hasta la ruptura completa de la conocida doble hélice del ADN.
Sin embargo, dicho daño no es inusual. De hecho, el genoma humano experimenta alrededor de mil eventos de daños en el ADN todos los días, que pueden ocurrir de forma natural o debido a factores externos como productos químicos o radiación UV por ejemplo, la luz solar.
Pero, si no se repara, el daño del ADN puede tener consecuencias devastadoras para la célula, tenga en cuenta Zidovska y el coautor del estudio Jonah Eaton, estudiante de doctorado de la Universidad de Nueva York. Por ejemplo, una ruptura de doble cadena de ADN no reparada puede conducir a la muerte celular o al cáncer; por lo tanto, Los mecanismos de reparación del ADN son cruciales para la salud y la supervivencia celular.
en el Revista biofísica estudio, los científicos examinaron la formación, el comportamiento y el movimiento de las roturas de doble cadena de ADN en el genoma humano. Para ello, indujeron químicamente roturas de ADN dentro de las células humanas vivas, rastreando estas roturas utilizando marcadores fluorescentes. Con la ayuda detecnologías de microscopía y aprendizaje automático, siguieron el movimiento de los cortes de ADN y el genoma tanto en el espacio como en el tiempo.
En su análisis de más de 20,000 rupturas de ADN en más de 600 células, los investigadores descubrieron que el genoma tiende a cambiar la naturaleza de su empaque alrededor de una ruptura de ADN.
"Este nuevo estado de empaquetamiento para el ADN en reparación, es diferente a cualquier estado de empaquetamiento encontrado para un ADN sano", dice Zidovska. "Alrededor de una ruptura de ADN encontramos que el ADN se vuelve más denso que su ADN circundante, formando una pequeña isla de alta condensaciónADN sumergido en el mar de ADN no condensado "
Además, observaron que las rupturas de ADN también se mueven de una manera única, diferente de la de las partes no dañadas del genoma. Las islas de ADN condensado alrededor de una ruptura de ADN se mueven más rápido que el ADN sano, pero la movilidad de esas islas es muy fuertedepende de su tamaño
"El genoma humano está constantemente expuesto a eventos que dañan la molécula de ADN", señala Zidovska. "La célula tiene procesos de reparación robustos que trabajan para eliminar dicho daño antes de que pueda causar cáncer u otras enfermedades. Ahora tenemos un mejorcomprensión de cómo un corte de ADN se comporta de manera diferente al ADN no dañado, lo que nos permite no solo obtener información sobre estos procesos de reparación, sino también informar nuestros esfuerzos en el diagnóstico y la terapia del cáncer ".
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Materiales proporcionado por Universidad de Nueva York . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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