Las células contienen maquinaria que duplica el ADN en un nuevo conjunto que entra en una célula recién formada. Esa misma clase de máquinas, llamadas polimerasas, también crean mensajes de ARN, que son como notas copiadas del depósito central de ADN de recetas, por lo que puedenleerse de manera más eficiente en proteínas. Pero se pensaba que las polimerasas solo funcionaban en una dirección del ADN en el ADN o el ARN. Esto evita que los mensajes de ARN se reescriban en el libro de recetas maestro del ADN genómico. Ahora, los investigadores de la Universidad Thomas Jefferson proporcionan la primera evidenciaque los segmentos de ARN se pueden volver a escribir en el ADN, lo que potencialmente desafía el dogma central en biología y podría tener amplias implicaciones que afecten a muchos campos de la biología.
"Este trabajo abre la puerta a muchos otros estudios que nos ayudarán a comprender la importancia de tener un mecanismo para convertir los mensajes de ARN en ADN en nuestras propias células", dice Richard Pomerantz, PhD, profesor asociado de bioquímica y biología molecular en ThomasUniversidad de Jefferson. "La realidad de que una polimerasa humana puede hacer esto con alta eficiencia plantea muchas preguntas". Por ejemplo, este hallazgo sugiere que los mensajes de ARN se pueden usar como plantillas para reparar o reescribir el ADN genómico.
El trabajo fue publicado el 11 de junio en la revista Avances científicos.
Junto con el primer autor Gurushankar Chandramouly y otros colaboradores, el equipo del Dr. Pomerantz comenzó investigando una polimerasa muy inusual, llamada polimerasa theta. De las 14 ADN polimerasas en células de mamíferos, solo tres hacen la mayor parte del trabajo de duplicar el genoma completopara prepararse para la división celular. Los 11 restantes están involucrados principalmente en la detección y reparación cuando hay una rotura o error en las cadenas de ADN. La polimerasa theta repara el ADN, pero es muy propensa a errores y comete muchos errores o mutaciones. Por lo tanto, los investigadores notaronque algunas de las "malas" cualidades de la polimerasa theta eran las que compartía con otra máquina celular, aunque una más común en los virus: la transcriptasa inversa. Como Pol theta, la transcriptasa inversa del VIH actúa como una ADN polimerasa, pero también puede unirse al ARN y leerARN de vuelta a una hebra de ADN.
En una serie de elegantes experimentos, los investigadores probaron la polimerasa theta contra la transcriptasa inversa del VIH, que es una de las mejor estudiadas de su tipo. Demostraron que la polimerasa theta era capaz de convertir mensajes de ARN en ADN, lo que hizo comoasí como la transcriptasa inversa del VIH, y que en realidad hizo un mejor trabajo que al duplicar ADN en ADN. La polimerasa theta fue más eficiente e introdujo menos errores al usar una plantilla de ARN para escribir nuevos mensajes de ADN, que al duplicar ADN en ADN, lo que sugiere queesta función podría ser su propósito principal en la celda.
El grupo colaboró con el laboratorio del Dr. Xiaojiang S. Chen en la USC y utilizó cristalografía de rayos X para definir la estructura y descubrió que esta molécula podía cambiar de forma para acomodar la molécula de ARN más voluminosa, una hazaña única entrepolimerasas.
"Nuestra investigación sugiere que la función principal de la polimerasa theta es actuar como una transcriptasa inversa", dice el Dr. Pomerantz. "En células sanas, el propósito de esta molécula puede ser la reparación del ADN mediada por ARN. En células enfermas, comocélulas cancerosas, la polimerasa theta se expresa altamente y promueve el crecimiento de las células cancerosas y la resistencia a los medicamentos. Será emocionante comprender mejor cómo la actividad de la polimerasa theta en el ARN contribuye a la reparación del ADN y la proliferación de las células cancerosas ".
Esta investigación fue apoyada por las subvenciones del NIH 1R01GM130889-01 y 1R01GM137124-01, y R01CA197506 y R01CA240392. Esta investigación también fue apoyada en parte por una subvención de la Tower Cancer Research Foundation.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Thomas Jefferson . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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