28 de septiembre de 2013

Descubren cómo los poros nucleares regulan la velocidad de producción de las copias de ADN

Descubren cómo los poros nucleares regulan la velocidad de producción de las copias de ADN
CNAG

MADRID, 28 Sep. (EUROPA PRESS) -

Un equipo de investigadores, liderado por Françoise Stutz, profesor en la Facultad de Ciencias de la Universidad de Ginebra (UNIGE), en Suiza, acaba de descubrir cómo los poros nucleares también regulan la velocidad de producción de las copias de ADN.

Su trabajo, publicado en la revista 'Molecular Cell' revela un nuevo papel para cada núcleo de varios cientos de poros, que constituyen las mismas fábricas microscópicas de la transcripción de genes.

Nuestra herencia genética está contenida y protegida en el núcleo de las células de las que están compuestos los seres humanos. Las copias del ADN salen del núcleo para ser leídas y traducidas a proteínas en el citoplasma de la célula.

El tránsito entre el núcleo y el citoplasma se lleva a cabo a través de los poros nucleares, los verdaderos "agentes de aduana" que controlan la importación y exportación entre estos dos compartimientos.

La actividad de los genes no sólo está determinada por la secuencia del ADN, sino también por la estructura tridimensional dinámica del genoma. La distribución espacial de los genes dentro del núcleo de la célula y su movimiento hacia compartimentos específicos influyen en su expresión, así como la estabilidad y la reparación del cromosoma. Uno de estos compartimentos no es otro que el poro nuclear, presente en cientos o miles, dependiendo del tipo de núcleo.

Los poros, compuestos de muchas proteínas diferentes, las nucleoporinas, cruzan la membrana nuclear y monitorean el tráfico pesado de las moléculas, que tiene lugar entre el núcleo y el citoplasma de la célula.

"Por otra parte, se sabe que, una vez activado, muchos genes se unen a los poros que se transcriben allí", señala Françoise Stutz, profesor en el Departamento de Biología Celular de UNIGE, Suiza.

LEVADURA DE PANADERÍA

Para tratar de entender por qué, este científico llevó a cabo experimentos con levadura de panadería. Este hongo unicelular se utiliza a menudo como un organismo modelo, ya que funciona como una célula de mamífero, pero es más fácil de manejar.

Cuando la levadura ingiere galactosa, transformará este azúcar en energía gracias a una enzima llamada GAL1. Sin embargo, el gen que codifica esta enzima está normalmente reprimido por varias proteínas que enmascaran su dominio en la activación.

"Todo el complejo se mantiene en este estado, bloqueando la unión de una pequeña proteína llamada SUMO", explica Lorane Texari, miembro del equipo y primer autor del artículo. Después de que la levadura absorba el azúcar, el gen GAL1 se traslada al poro nuclear.

"Hemos descubierto que los genes se anclan con la ayuda de una enzima llamada Ulp1, lo que elimina la miniproteína SUMO. Esto permitirá a un conjunto de factores posicionarse en el gen activado e iniciar su transcripción", describió este estudiante de doctorado.

A continuación, las numerosas copias producidas de este modo se pueden exportar directamente en el citoplasma y, una vez que se descodifican, las instrucciones que contienen permitirán la producción de la enzima GAL1, de manera que la levadura puede utilizar la galactosa como combustible.

Así, los poros nucleares crean un ambiente propicio para la producción eficiente de copias de genes. "Estas fábricas de transcripción microscópicas parecen tener su equivalente en células de mamífero. Encontramos también diversas enzimas ancladas a las nucleoporinas, incluyendo la enzima responsable de la eliminación de la proteína SUMO", destacó Stutz.

Sin embargo, matizó que, dado el tamaño de su núcleo, mucho más grande que el de la levadura, son las nucleoporinas las que se mueven hacia los genes activados y no al revés.