MADRID, 8 des. (EUROPA PRESS) -
Un equip del Grup de Cristal·lografia de Macromolècules del Centre Nacional d'Investigacions Oncològiques (CNIO) ha desenvolupat un mètode de producció de vidres biològics que ha permès observar, per primera vegada, com es produeix el trencament de la doble cadena de l'ADN.
El treball, que descriuen a l'últim número de la revista 'Nature Structural & Molecular Biology', ha estat possible gràcies al desenvolupament d'una simulació informàtica que fa visible a l'ull humà aquest procés, que a penes dura milionèsimes de segon.
El trencament de l'ADN ocorre en nombrosos processos naturals clau per a la vida: mutagènics, de síntesis, de recombinació, de reparació. El camp de la biologia molecular la utilitza també en processos artificials i, una vegada desentranyat el mecanisme exacte pel qual es produeix, aquest coneixement podrà col·locar-se en múltiples aplicacions biotecnològiques, des de la correcció de mutacions per tractar malalties estranyes i genètiques, fins al desenvolupament d'organismes genèticament modificats.
"Se sabia que els enzims, o proteïnes, endonucleases són les responsables d'aquest trencament, però fins ara no es coneixia el mecanisme exacte", ha explicat Guillermo Montoya, director de la investigació, que detalla els processos dinàmics d'aquesta reacció biològica bàsica mediada per l'enzim I-DmoI, si bé admet que és extrapolable a moltes altres famílies d'endonucleases que actuen igual.
Els enzims són sistemes dinàmics altament especialitzats i la seva funció de trencament podria assemblar-se, segons indica Montoya, a la d'una màquina per tallar teles tan especialitzada, que estigués programada "per fer el tall només quan sota la fulla passés un tros de teixit amb una determinada combinació de colors".
En aquest cas, els investigadors es van centrar a observar els canvis conformacionals ocorreguts al centre actiu d'I-DmoI, aquella regió que conté els aminoàcids que actuen com a fulla i indueixen el trencament de l'ADN.
UNA PEL·LÍCULA A CÀMERA LENTA DE TOT EL PROCÉS
Alterant la temperatura i el pH, l'equip del CNIO ha alentit fins a deu dies una reacció química que en condicions normals dura microsegons. En aquestes condicions, han creat una pel·lícula en 'slow-motion' de tot el procés.
"Introduint metalls hem estat capaços de disparar la reacció enzimàtica per després produir vidres biològics i congelar-los a -200 graus. Així, vam recollir fins a 185 estructures cristalogràfiques que representen tots els canvis conformacionals de cada pas de la reacció", ha explicat.
Finalment, mitjançant anàlisi computacional, els investigadors han il·lustrat els set estadis intermedis del procés de separació de les cadenes d'ADN. Montoya defensa que l'elucidació d'aquest mecanisme donarà la informació necessària per a redissenyar aquests enzims i millorar la precisió dels bisturís moleculars, "les eines essencials per a la modificació del genoma", conclou.
