Un equipo de investigadores de la Universidad Estatal de Florida ha desvelado un misterio de décadas sobre cómo se regula un proceso celular crítico y qué podría significar para el futuro estudio de la genética.
En las células, el ADN y su material asociado se replican a intervalos regulares, un proceso esencial para todos los organismos vivos. Esto contribuye a todo, desde cómo el cuerpo responde a la enfermedad hasta el color del cabello. La replicación del ADN se identificó a fines de la década de 1950, pero desde entoncesLos investigadores de todo el mundo se han quedado cortos tratando de comprender exactamente cómo se reguló este proceso. Ahora lo saben.
David Gilbert, el Profesor Distinguido J. Herbert Taylor de Biología Molecular, y el estudiante de doctorado Jiao Sima publicaron hoy un artículo en la revista Celda que mostró que hay puntos específicos a lo largo de la molécula de ADN que controlan la replicación.
"Ha sido todo un misterio", dijo Gilbert. "La replicación parecía resistente a todo lo que intentamos hacer para perturbarla. Lo describimos en detalle, mostramos que cambia en diferentes tipos de células y que está alterado en la enfermedad.Pero hasta ahora, no podíamos encontrar esa pieza final, los elementos de control o las secuencias de ADN que lo controlan ".
Notablemente, la cátedra de Gilbert es en honor de un ex profesor del Estado de Florida llamado J. Herbert Taylor. Taylor demostró cómo se duplican diferentes segmentos de cromosomas a fines de la década de 1950 y publicó más de 100 documentos sobre la estructura y replicación de los cromosomas. Aproximadamente 60 años después,Gilbert determinó cómo se regulaba la replicación.
Sima había estado trabajando con Gilbert en el laboratorio y ejecutó cerca de cien mutaciones genéticas en las moléculas de ADN, con la esperanza de ver algún tipo de resultado que explicara mejor cómo funcionaba el proceso de replicación. En un momento de frustración, Gilbert dijo que vinieroncon un intento de "Ave María".
Gilbert y Sima examinaron un solo segmento del ADN en la resolución 3D más alta posible y vieron tres secuencias a lo largo de la molécula de ADN tocándose con frecuencia. Luego, los investigadores utilizaron CRISPR, una sofisticada tecnología de edición de genes, para eliminar estas tres áreas simultáneamente.
Y con eso, descubrieron que estos tres elementos juntos eran la clave para la replicación del ADN.
"La eliminación de estos elementos cambió el tiempo de replicación del segmento desde el principio hasta el final del proceso", dijo Gilbert. "Este fue uno de esos momentos en los que solo un resultado deja sin palabras".
Además del efecto sobre el tiempo de replicación, la eliminación de los tres elementos causó que la estructura 3D de la molécula de ADN cambiara dramáticamente.
"Por primera vez identificamos secuencias específicas de ADN en el genoma que regulan la estructura de la cromatina y el tiempo de replicación", dijo Sima. "Estos resultados reflejan un posible modelo de cómo el ADN se pliega dentro de las células y cómo estos patrones de plegamiento podrían afectar al hereditariofunción de materiales "
Una mayor comprensión de cómo se regula la replicación del ADN abre nuevos caminos de investigación en genética. Cuando se altera el tiempo de replicación, como sucedió en el experimento de Gilbert y Sima, puede cambiar completamente la forma en que se interpreta la información genética de una célula.
Esto podría convertirse en información crucial a medida que los científicos abordan enfermedades complicadas donde se interrumpe el tiempo de replicación.
"Si duplica en un lugar y hora diferentes, podría armar una estructura completamente diferente", dijo Gilbert. "Una célula tiene diferentes cosas disponibles en diferentes momentos. Cambiar cuando algo se replica cambia el empaque de la información genética."
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Estatal de Florida . Original escrito por Kathleen Haughney. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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