Los investigadores han descubierto el proceso de dos pasos que activa una enzima humana esencial, llamada Suv39h1, que es responsable de organizar grandes porciones del ADN que se encuentra en cada célula viva.
Para cualquier célula en particular, como una célula de la piel o del cerebro, gran parte de esta información genética es extraña y debe guardarse para permitir suficiente espacio y recursos para genes más importantes. Si no se empaqueta correctamente el ADN, se pone en peligro la estabilidad de los cromosomas y la lata.dar lugar a enfermedades graves. Suv39h1 es una de las enzimas principales que marcan químicamente las regiones irrelevantes del ADN que se compactarán con la maquinaria celular, pero se sabe poco acerca de cómo instala su etiqueta.
Ahora, los científicos de Princeton han utilizado plantillas de 'cromatina de diseño', réplicas altamente personalizadas de ADN celular y proteínas histonas, las proteínas de andamiaje alrededor de las cuales se envuelve el ADN, para revelar nuevos detalles sobre el mecanismo de Suv39h1. Los investigadores investigaron cómo emplea Suv39h1un circuito de retroalimentación positiva para etiquetar químicamente miles de histonas adyacentes, lo que le indica a la célula que guarde estas secuencias de ADN innecesarias subyacentes. El trabajo fue publicado en la revista Biología química de la naturaleza .
"Una de las cosas que siempre me ha fascinado sobre los circuitos de retroalimentación es que son súper peligrosos. Si cometes un error una vez, terminas obteniendo refuerzo a través del ciclo de retroalimentación", dijo Manuel Müller, investigador postdoctoral en elMuir lab y autor principal del estudio "Entonces, ¿cómo se mantiene Suv39h1 bajo control?"
se sabía que Suv39h1 poseía dos partes distintas, pero la nueva investigación reveló cómo funcionan juntas para 'activar' la enzima. Una parte de la enzima, conocida como el cromodominio, está constantemente expuesta y busca químicos específicosetiquetas, conocidas como grupos metilo, ubicadas en sitios predeterminados en las histonas. Cuando el cromodominio encuentra estos grupos en el genoma, se bloquea en el lugar y permite que la otra parte, el núcleo enzimático, instale más etiquetas de metilo en las histonas adyacentes.
"El segundo paso de anclaje no se conocía realmente antes. Proporciona un nivel adicional de control y permite que el proceso sea extremadamente ajustado", dijo Müller. Un mecanismo similar puede ser empleado por muchas otras enzimas que operan con la cromatina, dado que contienen componentes similares de un ciclo de retroalimentación.
Para comprender cómo la enzima lleva a cabo este proceso, los investigadores sintetizaron plantillas de cromatina complejas que eran tres veces más grandes que los modelos informados previamente. Dividieron la plantilla en tres bloques que podrían manipularse de varias maneras. Por ejemplo, un bloque podríaesté preparado con la etiqueta química presente, ausente o mutada, de modo que no pueda producirse el marcado. "Los diferentes bloques deben indicarle a la enzima que comience aquí o se sienta libre de extenderse aquí o detenerse absolutamente aquí", dijo Glen Liszczak, un co-autor e investigador postdoctoral en el laboratorio de Muir.
Al reorganizar los diversos dominios, el equipo de investigación observó dónde la enzima extendió su marca a través del genoma. Descubrieron que Suv39h1 prefería extenderse a través de pequeñas distancias, pero que podría alcanzar secuencias más adelante si el plegamiento de cromatina disminuía la distancia física en el espacio.
"Hemos aprendido algo nuevo sobre esta enzima, algo que no podríamos tener sin la precisión precisa que ofrece el diseñador de la cromatina", dijo Liszczak. "Hay muchas preguntas en las que nuestro laboratorio ha estado interesado en que nosotrosahora puede comenzar a responder "
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Materiales proporcionado por Universidad de Princeton . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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