Los investigadores de la Universidad de Tufts han descubierto una posible explicación para la aparición de un error genético que causa más de una docena de trastornos neuromusculares y neurodegenerativos, incluida la enfermedad de Huntington, la distrofia miotónica y las formas de ataxia espinocerebelosa.
El error ocurre cuando las copias de secuencias de ADN de tres letras, conocidas como tripletes CAG y CTG, se expanden y se repiten cientos o incluso miles de veces, interrumpiendo las secuencias genéticas normales.
Los análisis genéticos en la levadura de panadería ahora revelan que estas expansiones a gran escala están controladas por genes que han sido implicados en un proceso para reparar roturas del ADN, lo que lleva a los investigadores a suponer que las expansiones ocurren mientras se curan las roturas. Levadura de panadería, conocidacomo Saccharomyces cerevisiae, se utiliza con frecuencia en la investigación científica.
Los hallazgos se publican en Biología estructural y molecular de la naturaleza .
"Creemos que estas expansiones repetidas a gran escala podrían ocurrir en un solo paso", dijo Sergei Mirkin, Ph.D., Cátedra de Biología de la Familia Blanca en la Escuela de Artes y Ciencias de Tufts y autor correspondiente del artículo. "El ADNLa maquinaria de replicación se detiene dentro de esas repeticiones, lo que finalmente da como resultado la formación de rupturas de ADN. Para curar esas rupturas, las células parecen involucrar una vía especial de reparación, llamada replicación inducida por rupturas, que sacrifica la fidelidad de la síntesis de ADN en aras de unasolución rápida. Como resultado, se pueden agregar una gran cantidad de repeticiones adicionales mientras se cura la ruptura ".
Estudios anteriores han identificado ciertas mutaciones en la maquinaria de replicación del ADN que explican las expansiones repetidas a pequeña escala en las que solo se agregan unas pocas repeticiones adicionales, pero la causa de la acumulación rápida de cientos de repeticiones no ha sido clara hasta ahora.
Para detectar y analizar expansiones a gran escala de repeticiones de CAG y CTG, Mirkin y sus colegas desarrollaron un sistema experimental en levadura que observó adiciones simultáneas de más de 100 tripletes, una novedad para tales sistemas. Esta observación es similar a lo que ocurre enenfermedad humana.
Jane Kim, Ph.D., quien era profesora asistente de investigación en el laboratorio de Mirkin cuando se realizó la investigación y quien es la primera autora del artículo, dijo que el modelo sugiere respuestas a dos preguntas que han desconcertado a los investigadores.
"Este modelo no solo explica cómo pueden ocurrir adiciones de cientos de repeticiones en enfermedades humanas, sino que también puede explicar un sesgo hacia las expansiones observadas en los pedigríes humanos", dijo Kim, ahora profesor asistente en la Universidad Estatal de California en San Marcos..
Los autores señalan que el momento de la expansión en los casos humanos aún no está claro y presenta un área importante de investigación futura.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Tufts . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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