Hélice cuádruple en el ADN humano

Hélice cuádruple en el ADN humano
Modelo de G-cuadriplexo .
El hallazgo de hélices cuádruples en el ADN humano abre posibles puertas al tratamiento del cáncer y a la Biología básica.
 
En 1953 se publicó el artículo de Watson y Crick en el que se describía la estructura de doble hélice del ADN.

Desde entonces esta doble hélice ha sido uno de los iconos de la ciencia y la Biología en particular.

Ahora se ha demostrado la existencia de una nueva estructura.

Hay estructuras que deben de existir, su estructura teórica así lo sugiere. Hace unos días fue confirmada la existencia, 60 años después del descubrimiento de Watson y Crick, de la estructura de la hélice cuádruple de ADN en el genoma humano.

En las últimas décadas se había descubierto que era posible la formación de este tipo de estructura en tubos de ensayo, pero se pensaba que era una curiosidad de laboratorio que no se daba en la Naturaleza.

Por tanto, no sólo es posible su existencia, sino que además se da de forma natural en células vivas.

Esta estructura se forma en regiones de ADN que son ricas en guanina (G) una de las bases nitrogenas del ADN. De ahí que a esta estructura se la conozca también por G-cudriplexo.

En estas estructuras cuatro guaninas en diferentes lugares a lo largo de la hebra de ADN se unen gracias a los puentes de hidrógeno y forman una estructura compacta cuadrada que interrumpe la doble hélice.

Los telómeros, que son las puntas protectoras de los cromosomas, son ricas en guanina y eran candidatos a albergar G-cuadriplexos.

También se había sugerido que estas estructuras cuádruples pueden crearse en otras áreas en donde el genoma contiene genes reguladores, como los involucrados en el cáncer.

El hallazgo abre interesantes perspectiva de investigación y es la culminación de 10 años de investigación.

En ese tiempo se han usando técnicas in vivo, modelos computacionales, experimentos de laboratorio y finalmente su identificación en células cancerosa humanas con biomarcadores fluorescentes.

En el artículo publicado al respecto se muestra la relación entre la concentración de esta hélice cuádruple y los procesos de replicación tan importantes en la división y reproducción celular.

Estos G-cuadriplexos parecen ser estructuras transitorias en las células vivas, pues su abundancia varía dependiendo del estado de la célula.

Se espera que, usando estas hélices como blanco de fármacos específicos, se puede evitar la proliferación de células cancerosas, ya que esto impediría la división de este tipo de células.

Estas estructuras de ADN son más probables que aparezcan en el ADN de células que se dividen rápidamente, como las células cancerosas.

Los investigadores implicados descubrieron que un cuarto de estas hélices cuádruples estaban precisamente en los telómeros, tal y como se sospechaba.

Shankar Balasubramanian, de la Universidad de Cambridge, y sus colaboradores fueron capaces de producir anticuerpos que detectaban y se unían a áreas del genoma humano ricas en G-cudriplexos.

Esto permitió demostrar la existencia de tales estructuras en células humanas vivas.

Para ello añadieron a estos anticuerpos unos marcadores fluorescentes y así poder identificar esos puntos cuando se iluminaba con luz ultravioleta, tanto en el genoma en estado normal, como cuando se estaba produciendo el proceso de división celular.

Comprobaron que durante la división celular aumentaba la presencia de hélices cuádruples. Esto también se pudo comprobar en células cancerosas, células que sufren una división descontrolada.

Estos científicos descubrieron que bloqueando las hélices cuádruples se podía secuestrar y estabilizar las células cancerosas, lo que proporciona pistas sobre posibles tratamientos.

Los datos existentes sugieren que algunos tipos de cáncer pueden ser bloqueados con pequeñas moléculas que son diseñadas para unirse a secuencias específicas de ADN.

Muchos tratamientos contra el cáncer operan atacando el ADN, pero no se sabe exactamente cómo funciona el proceso o que reglas hay.

El que las células cancerosas tengan estructuras de ADN diferentes o más frecuentes que en las células sanas abre nuevos caminos en el tratamiento contra el cáncer.

Un hipotético fármaco podría atacar prioritariamente a las células cancerosas dañando menos a las sanas.

Otra interesante vía de investigación, esta vez a nivel más fundamental, es el posible papel que pueden jugar estas estructuras en el desarrollo embrionario.

Aunque estos investigadores admiten que todavía hay muchas cosas que desconocen, como la función exacta de estas hélices cuádruples.

Tampoco se sabe si han sufrido un proceso evolutivo para tener alguna función específica o no. Todavía queda camino por recorrer.

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