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Científicos del IBMB-CSIC descifran el primer nivel de plegamiento del ADN

05.10.2018

El equipo de la Unidad de Biología Estructural (SBU) del Instituto de Biología Molecular de Barcelona (IBMB-CSIC), con sede en el Parc Científic de Barcelona, ha descifrado cómo el ADN realiza sus primeros y más básicos pliegues. Con ello, han resuelto la llamada "paradoja del numero de enlace del ADN nucleosomal", que ha sido objeto de debate durante más de tres décadas, y han demostrado que la teoría descrita sobre el empaquetamiento del ADN en nuestras células era cierta. Los resultados se publican en la revista Nature Communications.

 

El investigador Joaquim Roca, a la izquierda, con su equipo del Laboratorio de Topología del DNA: Ofelia Díaz, Sílvia Dyson, Joana Segura, Antonio Valdes y Belén Martínez (Foto: IBMB-CSIC).

El nucleosoma es un complejo de ADN y proteínas histonas, que constituye el primer grado de empaquetamiento del ADN dentro de la célula. En cada nucleosoma, cerca de 146 pares de bases de ADN envuelven un octámero de histonas. La repartición de esta estructura a lo largo de miles o millones de pares de bases de ADN genera una fibra semejante a un collar de cuentas.

Este plegamiento permite reducir más de cuatro veces la longitud de las moléculas de ADN y, a su vez, hacerlas  mucho mas flexibles, lo que es fundamental para que puedan empaquetarse en cromosomas y distribuirse de una manera ordenada dentro del núcleo celular.

La denominada "paradoja del numero de enlace del ADN nucleosomal" –que ha sido objeto de debate durante más de tres décadas– hace referencia a una incongruencia en la manera en que se pliega el ADN para formar los nucleosomas, que son la unidad estructural y fundamental de los cromosomas.“Lo que se había descrito teóricamente sobre cómo se plegaba el ADN no coincidía con los resultados de calcular el número de entrecruzamientos según esa teoría. Así que, o bien la teoría no era cierta o los cálculos eran incorrectos”, explica Joaquim Roca, investigador principal del Laboratorio de Topología del DNA.

“Hemos aplicado una nueva estrategia para calcular con gran precisión el número de entrecruzamientos de la doble hélice en los nucleosomas en condiciones fisiológicas, y hemos examinado la topología de más de 1000 nucleosomas dentro de la célula, lo que nos ha permitido descubrir un valor distinto al que se había asumido como correcto hasta ahora”, cuenta Joana Segura, primera autora del artículo.

El nuevo valor obtenido en este laboratorio de la Unidad de Biología Estructural resuelve la "paradoja del numero de enlace" sobre el empaquetamiento del ADN. Al mismo tiempo, descifra el primer nivel de plegamiento del ADN, que es la molécula que contiene toda nuestra información genética.



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► Artículo de referencia: 
Joana Segura, Ricky S. Joshi, Ofelia Díaz-Ingelmo, Antonio Valdés, Silvia Dyson, Belén Martínez-García and Joaquim Roca "Intracellular nucleosomes constrain a DNA linking number difference of -1.26 that reconciles the Lk paradox". Nature Communications (2018) DOI: 10.1038/s41467-018-06547-w