Cada vez que unha célula se divide o seu ADN duplícase para que as dúas células fillas teñan o mesmo material xenético que a súa proxenitora. Iso significa que no corpo se produce unha fazaña bioquímica millóns de veces ao día: a copia da molécula de ADN. É un traballo de alta precisión a cargo de proteínas específicas, e que inclúe sistemas de protección contra potenciais erros que poderían derivar en enfermidades como o cancro.

Un destes sistemas antifallo acaba de ser descuberto por investigadores do Grupo de Replicación de ADN do Centro Nacional de Investigacións Oncolóxicas (CNIO), dirixido por Juan Méndez. Baséase nunha proteína que se ocupa de que o ADN se copie só unha vez, como debe ser, e non dúas ou máis veces.

Publicidade

Cando unha rexión do ADN se replica máis do debido xéranse roturas na molécula, e aumenta a probabilidade de que un xene relacionado co cancro se exprese máis (se está na rexión replicada en exceso); o seu impacto negativo no funcionamento da célula sería entón maior, e podería ser o inicio dun tumor.

Así pois, evitando o exceso de replicación “prevense o dano no ADN e redúcense as posibilidades de amplificar oncoxenes”, sinala Méndez.

Copiar sen fallos

A molécula de ADN ten unha estrutura de dobre hélice. Para que as dúas febras da hélice poidan ser compiadas, primeiro sepáranse, e cada unha serve de molde para que a maquinaria de replicación constrúa dúas novas dobres hélices. Completar o proceso leva horas. En tecidos que se rexeneran con moita frecuencia, como a pel ou o intestino, as células están replicándose (e copiando ADN) case continuamente.

Non é un proceso sinxelo. Unha molécula de ADN humano ten 3.000 millóns de pezas químicas, as bases —as famosas letras A, T, C, G—. A orde en que se dispoñen estas letras constitúe a información xenética, é dicir, as instrucións que fan que a célula fabrique tal ou cal proteína en cada momento.

Se as instrucións son erróneas —por exemplo, cando hai mutacións—, poden aparecer enfermidades. Por iso a copia do ADN é un proceso crítico para o organismo, que desenvolveu múltiples mecanismos moleculares para evitar erros. O que descubriron agora os investigadores do CNIO ten que ver coa proteína RAD51. A súa misión, neste contexto, é axudar a evitar que os fragmentos de ADN xa copiados se copien outra vez.

Sistema de control do exceso de replicación

A copia do ADN comeza por miles de sitios á vez, que na xerga chámanse orixes. As proteínas que se ocupan da copia axústanse a ese punto de orixe e empezan a traballar, como micromáquinas.

Coñecíase xa un primeiro sistema de control do exceso de replicación, que impide que as orixes se activen máis dunha vez. Se a pesar de todo comeza, erroneamente, un segundo proceso de copia, entra en xogo o mecanismo antifallo agora descuberto, baseado en RAD51.

Os investigadores do CNIO observan que RAD51 únese temporalmente ao ADN recentemente sintetizado. Así, se por erro se volve activar o proceso de copia, a súa presenza sobre o novo ADN (que agora está a servir como molde para copiar), convértese nun impedimento físico: a maquinaria de copia non pode seguir avanzando.

“Observamos que RAD51 actúa como un segundo freo para a re-replicación do ADN”, di Sergio Muñoz, primeiro autor do estudo. Desta forma, “RAD51 prevén as duplicacións xenómicas que poderían xurdir a partir de orixes reactivadas”.

Na súa publicación en The EMBO Journal os autores escriben que “a re-activación das orixes podería favorecer a carcinoxénese, ao promover a aneuploidía [un número incorrecto de cromosomas na célula] e a formación de poboacións celulares heteroxéneas, que aumentan a adaptabilidade das células tumorais”. O papel protector de RAD51 pode ser especialmente importante nas lesións pretumorais, nas que hai maior risco de sobrerreplicación.

No estudo participaron tamén investigadores da Universidade de Zúric.

Referencia: RAD51 restricts DNA over-replication from re-activated origins (Publicado en The EMBO Journal)