Un equip internacional, dirigit per l'investigador Joaquim Roca, cap del Departament de Biologia Molecular i Cel·lular de l'lnstitut de Biologia Molecular de Barcelona (IBMB-CSIC) vinculat a l'entorn del Parc Científic de Barcelona, ha descobert que en les molècules d'ADN es poden formar nusos extremadament complexes. Els autors demostren que l'anàlisi d'aquests nusos pot revelar com es plega l'ADN en els cromosomes. Els resultats de la investigació apareixen publicats aquesta setmana en la revista científica "Proceedings of the National Academy of Sciences USA" (PNAS).

Les molècules d’ADN, la longitud de les quals és enorme en comparació amb el seu diàmetre, es troben altament condensades en minúsculs espais, els cromosomes. Per a donar una idea, si s’extragués i estengués l’ADN d’una cèl·lula humana aquest cobriria una longitud de 2 metres. Així, per a poder cabre en aquest espai tan reduït, l’ADN es plega en cadascún dels 46 cromosomes que té una cèl·lula humana.

“Mai s’ha pogut veure com es plega l’ADN; aquest era fins ara un dels enigmes candents en biologia” explica Joaquim Roca. Aquests plecs o, dit d’altra forma, la trajectòria espacial que pren l’ADN dintre dels cromosomes s’havia escapat fins a ara als sistemes d’anàlisi estructural. Una solució al problema podria obtenir-se de l’anàlisi de nusos, tal com proposen els investigadors en el seu treball. Les molècules de l’ADN poden estar altament nuades. De fet, totes les cèl·lules posseeixen uns enzims, les topoisomerases, que tenen com a missió regular els nusos de l’ADN.

Existeix una infinitat de nusos distints. Atès que la identitat d’un nus no canvia encara que es deformi la seva estructura, cada nus és com una memòria de la trajectòria que ho ha originat. Actualment, mitjançant electroforesi és possible identificar quins tipus de nusos es formen en l’ADN. Així mateix, mitjançant computació és possible simular quines trajectòries faciliten o no la formació de certs nusos. Combinant ambdues tècniques, els autors de l’estudi han demostrat que l’ADN en el cromosoma de certs virus es plega formant un cabdell i girant sempre cap a la mateixa banda. Els investigadors han pogut establir una correlació entre el tipus de nus i la col·locació de l’ADN, de forma que d’un valor en poden extreure l’altre. Per exemple, en l’ADN viral analitzat, han pogut veure que predomina més un tipo de nusos que altres. El mateix principi pot aplicar-se ara als cromosomes cel·lulars.

Aquesta és la primera demostració científica que l’ADN no està enrotllat de forma caòtica ni aleatòria en el cromosoma sinó que s’organitza de forma precisa. És també el primer mètode que permetria desvetllar de quina forma s’estructuren els filaments d’ADN i obtenir així l’estructura tridimensional dels cromosomes.