Primero se rompe el andamio, luego se eliminan las partes defectuosas: las células reparan el ADN dañado por un mecanismo diferente al que se suponía hasta ahora, como han demostrado los químicos de Ludwig-Maximilians-Universitaet LMU en Munich.
Los defectos en el ADN pueden causar daños graves a un organismo, incluida la muerte celular o el desarrollo de cáncer. Por lo tanto, los mecanismos de reparación eficientes son de vital importancia. El profesor de química LMU Christian Ochsenfeld, presidente de Química Teórica en LMU, y el Dr. Keyarash Sadeghiansu grupo explicó por primera vez en detalle cómo funciona una enzima de reparación del ADN humano. Sus simulaciones por computadora muestran que el proceso de reparación es diferente de lo que se pensaba anteriormente. Los científicos informaron sus resultados en la edición actual de Revista de la American Chemical Society.
El ADN consta de ciertos componentes básicos, cada uno de los cuales consiste en una base de nucleótidos, un azúcar y un grupo fosfato. Los planos genéticos están codificados en la secuencia de bases de nucleótidos. Los azúcares están unidos por los grupos fosfato, formando la columna vertebraldel ADN, y cada azúcar tiene una base de nucleótidos adherida. Las especies reactivas de oxígeno, que surgen en cada célula como un subproducto de la respiración, atacan el ADN. A menudo, atacan la base de nucleótidos guanina y la oxidan a unllamada base 8OG. Este defecto puede conducir a una replicación defectuosa del ADN y, por lo tanto, a mutaciones perjudiciales. Por lo tanto, el trabajo de las enzimas de reparación del ADN es reconocer dichas bases, unirlas en sus centros reactivos y eliminarlas de la cadena de ADN.
"Es realmente notable que incluso si la guanina no dañada y la dañada están unidas en el centro activo y asumen posiciones idénticas, solo la forma oxidada de guanina es eliminada del ADN por la enzima de reparación humana hOGG1", dice Sadeghian, primer autorde El estudio.
Tomando un desvío
Al ejecutar simulaciones computacionales de mecánica cuántica complejas desarrolladas en el grupo de Ochsenfeld, los científicos ahora han logrado explicar por primera vez cómo la enzima reparadora distingue entre una base normal y una oxidada. El truco aquí es que la enzima se desvía ".Contrariamente a las suposiciones hasta ahora, que la forma oxidada de guanina tiene que activarse primero para que la reparación tenga lugar, ahora hemos demostrado que el azúcar unido a ella juega un papel crucial en el primer paso ", informa Sadeghian."La enzima de reparación abre primero la estructura del anillo del azúcar agarrándola de ambos lados simultáneamente, como un par de pinzas. Este paso solo funciona si el azúcar está unido a la forma oxidada de la base. Si la guanina normal está unida, entonces ella enzima se detiene y no puede continuar su actividad ". Al abrir el azúcar, se desestabiliza el enlace químico de otra manera altamente estable entre la base de nucleótidos oxidados y la cadena de ADN, y el enlace se rompe en otros pasos.
La enzima de reparación humana hOGG1 no es la única que sigue esta estrategia inteligente: una enzima de reparación bacteriana con una estructura muy diferente también lo hace, como lo han demostrado los científicos. "Nuestro hallazgo de que las enzimas de reparación de ADN han encontrado un desvío y"No ataque su objeto objetivo directamente en el primer paso, trae nuevas perspectivas para comprender estos procesos", dice Ochsenfeld. "Con nuestras simulaciones por computadora, podemos por primera vez seguir reacciones químicas que ocurren con una complejidad tan alta en la naturaleza que no puedensiempre se capturará experimentalmente. Esto significa que esperamos aclarar en el futuro si estos mecanismos de reparación del ADN también son utilizados por otras enzimas con funciones similares.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Ludwig-Maximilians-Universitaet Muenchen LMU . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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