(Los acentos fueron obviados por cuestiones tecnicas)
Describieron un proceso fundamental del "dialogo" entre las proteinas y el ADN.
Gonzalo de Prat Gay (atras) e Ignacio Sánchez. Foto: Agencya CyTA
(Agencia CyTA-Instituto Leloir).- Un equipo de investigadores argentinos acaba de responder lo que para muchos era la "pregunta del millon": lograron describir como las proteinas reconocen el ADN, paso previo al inicio de las interacciones entre ambos. El descubrimiento se realizo en el Instituto Leloir y se publico en una importante revista cientifica internacional, Proceedings of the National Academy of Sciences .
La regulacion de las funciones vitales de las celulas depende en gran medida de ese reconocimiento. Para que entre ellas se rompan enlaces quimicos y se formen otros nuevos deben atravesar un estado de alta energia conocido como "estado de transicion", algo asi como el embobamiento que precede al romance.
Ambas moleculas deben acercarse lo suficiente y sin timideces de por medio, o no habra reaccion posible. A mayor temperatura, mayor velocidad de reaccion, y viceversa.
Si existieran revistas del corazon dedicadas a las moleculas, lo que sucede en el estado de transicion seguramente seria uno de esos titulos que venden. Ocurre que se trata de un mecanismo comun a todas las reacciones quimicas que, si transcurre con exito, puede dar paso a un nuevo producto (o molecula).
Por haber logrado desarrollar tecnicas de medicion capaces de capturar ese instante para poder describirlo, el egipcio Ahmed Zewail obtuvo el Nobel de Quimica en 1999. Durante los ultimos 20 años, los cientificos han logrado describir varios codigos de "seduccion" que emplean en su transcurso algunas macromoleculas biologicas; hasta ahora, los mas estudiados son los que involucran la interaccion entre dos proteinas, como, por ejemplo, la hormona de crecimiento y su receptor. Sin embargo, hasta ahora, nadie habia podido describir que pasa entre las proteinas y el ADN en la intimidad de esa fugaz activacion.
El estudio fue realizado por el doctor Gonzalo de Prat Gay, director del Laboratorio de Estructura-Funcion e Ingenieria de Proteinas de la Fundacion Instituto Leloir, junto con dos jovenes investigadores, Diego Ferreiro e Ignacio Sanchez.
La importancia del hallazgo radica en que todas las funciones vitales de las celulas -entre ellas, la expresion de los genes y la replicacion del genoma- dependen del "dialogo" que establecen las proteinas y el ADN.
Para esto, una porcion de la proteina debe reconocer y unirse de forma estable a una minuscula secuencia de no mas de 20 pares de bases, de entre millones de opciones dispuestas a lo largo de la cadena de ADN.
Para realizar los experimentos, Prat Gay y su grupo emplearon como sistema modelo el ADN del virus del papiloma humano (HPV) y la proteina E2, que investigan desde hace mas de diez años, y sobre las cuales han producido hallazgos de reconocimiento internacional.
"El virus del HPV es responsable de varios tipos de cancer y tiene gran incidencia en el cancer de cuello uterino; la proteina E2 es considerada un regulador maestro del ciclo de vida del HPV, ya que interviene en la replicacion del genoma, en la traduccion de los genes virales y en la migracion del genoma viral durante la division celular", señala Prat Gay.
El doctor Diego Ferreiro explica que la estrategia empleada para observar en microsegundos los fenomenos submicroscopicos que lograron describir se baso en la interpretacion de cambios de propiedades observables por fluorescencia.
"Modificamos el ADN del HPV con un compuesto que emite luz verde al ser iluminado con luz azul, y que tambien emplea la industria para dar brillo a algunos detergentes de uso domestico.
La intensidad de esa luz es diferente si el ADN esta libre o unido a la proteina E2, por lo que pudimos inferir que cantidad de proteina estaba unida al ADN, y cuan fuerte era la union entre ambas", explica Ferreiro, que hace pocos dias se incorporo a la Universidad Nacional de Quilmes.
Los cientificos luego modificaron la superficie de la proteina en los diferentes puntos de union con el ADN, y midieron cuanto afectaba ese cambio al "romance" entre proteina y ADN. "La fluorescencia nos permitio saber que la proteina se une al ADN en cerca de 20 enlaces que podriamos imaginar como brazos. Fabricamos proteinas mutantes, a las que les fuimos sacando cada uno de esos hipoteticos brazos (aminoacidos), para medir cuan afectada se veia la fuerza de interaccion", cuenta Ignacio Sanchez, que es algo asi como una inesperada contracara de la fuga de cerebros: oriundo de Zaragoza y doctorado en la Universidad de Basilea, Suiza, se unio al grupo argentino en 2006.
Los cientificos luego modificaron la superficie de la proteina en los diferentes puntos de union con el ADN, y midieron cuanto afectaba ese cambio al "romance" entre proteina y ADN. "La fluorescencia nos permitio saber que la proteina se une al ADN en cerca de 20 enlaces que podriamos imaginar como brazos. Fabricamos proteinas mutantes, a las que les fuimos sacando cada uno de esos hipoteticos brazos (aminoacidos), para medir cuan afectada se veia la fuerza de interaccion", cuenta Ignacio Sanchez, que es algo asi como una inesperada contracara de la fuga de cerebros: oriundo de Zaragoza y doctorado en la Universidad de Basilea, Suiza, se unio al grupo argentino en 2006.
Luego, mediante un equipo (espectrofotometro de flujo detenido), los cientificos comprobaron como las modificaciones efectuadas a las proteinas afectaban la velocidad de la union durante el estado de transicion. "Para nuestra sorpresa, la velocidad de union, durante el estado de interaccion, esta determinada por ciertas asociaciones denominadas «especificas», y de las que se pensaba que no eran las mas importantes en la etapa inicial", relata con emocion Sanchez, cuyo analisis resulto decisivo en la interpretacion de los resultados.
"Repetimos el experimento varias veces -continua- porque nosotros mismos no podiamos creer que esas interacciones se produjeran primero, cuando todos esperaban que fueran las no especificas."
"Las velocidades con las cuales se forman los complejos ADN-proteina estan finamente sintonizadas a traves de millones de años de evolucion", explica el doctor Claudio Grosman, profesor de Fisiologia Molecular de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign. "Estas velocidades son de suma importancia, porque en el interior de la celula, la formacion y disociacion del complejo proteina-ADN debe ocurrir en tiempos compatibles con el resto de los procesos celulares. Mas rapido o mas lento resulta, casi invariablemente, en enfermedad", agrega Grosman.
Fuente: Por Claudia Mazzeo para LA NACION
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