Los genes tienen la capacidad de reconocer similitudes entre sí a distancia sin ningún tipo de proteínas u otras moléculas biológicas que ayuden en este proceso, de acuerdo con una investigación publicada esta semana en la Journal of Physical Chemistry B. Este descubrimiento podría explicar cómo los genes pueden encontrar a otro similar y agruparse juntos con el fin de realizar procesos clave que promueven la evolución de las especies.
Este nuevo estudio demuestra que los genes —cadenas de ADN con una estructura de doble hélice y con un patrón de nucleotidos determinado— puede reconocer otros genes con un patrón similar de bases químicas. Esta capacidad de buscar el uno al otro podría ser la clave para determinar cómo los genes se identifican entre sí y se adhieren unos con otros con el fin de comenzar el proceso de "recombinación homóloga", donde dos cadenas dobles de ADN se unen para formar una sección de intercambio de información genética, y luego liberarse nuevamente.
La recombinación es un proceso importante que desempeña un papel clave en la evolución y la selección natural, y es también parte fundamental de la capacidad del cuerpo para reparar el ADN dañado. Hasta ahora, los científicos no han descubierto exactamente cómo se da este proceso y dónde se encuentran las secciones homólogas para proceder con la recombinación.
Los autores del presente estudio han llevado a cabo una serie de experimentos para poner a prueba esta teoría, desarrollada por primera vez en el año 2001. En ese entonces, observaron que piezas largas de ADN idénticos podrían identificarse mutuamente simplemente como resultado de patrones complementarios en las cargas eléctricas que llevan ambas cadenas. Los investigadores además querían verificar que este efecto se dé sin necesidad de un contacto físico entre las dos moléculas, o que sea facilitada por la presencia de proteínas.
Estudios previos han sugerido que las proteínas están involucradas en el proceso de reconocimiento cuando se produce entre líneas cortas de ADN, que sólo tienen alrededor de 10 pares de bases. Esta nueva investigación demuestra que cadenas de ADN mucho más largas, con cientos de pares de bases, pueden estar en condiciones de reconocer a los demás como un todo, sin la participación de proteínas. Según esta teoría, este mecanismo de reconocimiento es más fuerte, cuanto más largos son los genes.
Los investigadores observaron este comportamiento con la ayuda de moléculas de ADN marcado con fluorescencia en una solución pura. Encontraron que las moléculas de ADN con patrones idénticos de nucleotidos fueron aproximadamente dos veces más capaces de juntarse que aquellos con patrones diferentes.
El Prof. Alexei Kornyshev del Imperial College London, uno de los autores del estudio, explica el significado de los resultados encontrados por el equipo: "Al ver estas moléculas de ADN idénticas que se buscan unos a otros en medio de la multitud, sin ningún tipo de ayuda externa, de hecho, es muy emocionante. Esto podría proporcionar una fuerza motriz de genes similares para iniciar el complejo proceso de recombinación sin la ayuda de otras proteínas o factores biológicos. Los resultados experimentales hallados por nuestro equipo, parecen apoyar estas expectativas".
Comprender el mecanismo preciso de la primera etapa del proceso de reconocimiento en la recombinación genética puede arrojar a la luz sobre la manera de como evitar o reducir al mínimo los errores de la recombinación en la evolución, la selección natural y la reparación del ADN. Esto es importante, ya que se cree que tales errores son causa de una serie de enfermedades determinadas genéticamente, entre ellas el cáncer y algunas formas de la enfermedad de Alzheimer, así como contribuir con el envejecimiento. La comprensión de este mecanismo es también esencial para la refinación de las técnicas usadas en la recombinación artificial como parte de las investigaciones en la terapia génica y la biotecnología.
El equipo está trabajando ahora en una serie de nuevos experimentos para determinar exactamente cómo se da este trabajo de interacción incluyendo la duración de dependencia prevista. Además, se necesitan estudios adicionales para determinar si esta interacción, descubierto en un tubo de ensayo, se produce de la misma manera en el complejo escenario del interior de una célula.
Fuente | Imperial College London.
Este nuevo estudio demuestra que los genes —cadenas de ADN con una estructura de doble hélice y con un patrón de nucleotidos determinado— puede reconocer otros genes con un patrón similar de bases químicas. Esta capacidad de buscar el uno al otro podría ser la clave para determinar cómo los genes se identifican entre sí y se adhieren unos con otros con el fin de comenzar el proceso de "recombinación homóloga", donde dos cadenas dobles de ADN se unen para formar una sección de intercambio de información genética, y luego liberarse nuevamente.
La recombinación es un proceso importante que desempeña un papel clave en la evolución y la selección natural, y es también parte fundamental de la capacidad del cuerpo para reparar el ADN dañado. Hasta ahora, los científicos no han descubierto exactamente cómo se da este proceso y dónde se encuentran las secciones homólogas para proceder con la recombinación.
Los autores del presente estudio han llevado a cabo una serie de experimentos para poner a prueba esta teoría, desarrollada por primera vez en el año 2001. En ese entonces, observaron que piezas largas de ADN idénticos podrían identificarse mutuamente simplemente como resultado de patrones complementarios en las cargas eléctricas que llevan ambas cadenas. Los investigadores además querían verificar que este efecto se dé sin necesidad de un contacto físico entre las dos moléculas, o que sea facilitada por la presencia de proteínas.
Estudios previos han sugerido que las proteínas están involucradas en el proceso de reconocimiento cuando se produce entre líneas cortas de ADN, que sólo tienen alrededor de 10 pares de bases. Esta nueva investigación demuestra que cadenas de ADN mucho más largas, con cientos de pares de bases, pueden estar en condiciones de reconocer a los demás como un todo, sin la participación de proteínas. Según esta teoría, este mecanismo de reconocimiento es más fuerte, cuanto más largos son los genes.
Los investigadores observaron este comportamiento con la ayuda de moléculas de ADN marcado con fluorescencia en una solución pura. Encontraron que las moléculas de ADN con patrones idénticos de nucleotidos fueron aproximadamente dos veces más capaces de juntarse que aquellos con patrones diferentes.
El Prof. Alexei Kornyshev del Imperial College London, uno de los autores del estudio, explica el significado de los resultados encontrados por el equipo: "Al ver estas moléculas de ADN idénticas que se buscan unos a otros en medio de la multitud, sin ningún tipo de ayuda externa, de hecho, es muy emocionante. Esto podría proporcionar una fuerza motriz de genes similares para iniciar el complejo proceso de recombinación sin la ayuda de otras proteínas o factores biológicos. Los resultados experimentales hallados por nuestro equipo, parecen apoyar estas expectativas".
Comprender el mecanismo preciso de la primera etapa del proceso de reconocimiento en la recombinación genética puede arrojar a la luz sobre la manera de como evitar o reducir al mínimo los errores de la recombinación en la evolución, la selección natural y la reparación del ADN. Esto es importante, ya que se cree que tales errores son causa de una serie de enfermedades determinadas genéticamente, entre ellas el cáncer y algunas formas de la enfermedad de Alzheimer, así como contribuir con el envejecimiento. La comprensión de este mecanismo es también esencial para la refinación de las técnicas usadas en la recombinación artificial como parte de las investigaciones en la terapia génica y la biotecnología.
El equipo está trabajando ahora en una serie de nuevos experimentos para determinar exactamente cómo se da este trabajo de interacción incluyendo la duración de dependencia prevista. Además, se necesitan estudios adicionales para determinar si esta interacción, descubierto en un tubo de ensayo, se produce de la misma manera en el complejo escenario del interior de una célula.
Fuente | Imperial College London.
Un equipo de la Universidad de Saitama dirigido por el Dr. Takafumi Sakai, en cooperación con el Dr. Kazuto Ikemoto de la Mitsubishi Gas Chemical Company, han desarrollado una metodología que podría proporcionar una alternativa a este procedmiento: "bombardear" las células con diminutas gotas de agua eléctricamente cargadas. Estas gotitas harían pequeños orificios en las membranas celulares, por donde las moléculas de ADN foráneo podrían ingresar, antes que se cierren al cabo de un minuto. Este método permitiría que células muy delicadas también pudieran sobrevivir al procedimiento sin daño alguno.