Descubren un nuevo mecanismo de reparación del ADN

La reparación del ADN es un proceso esencial para poder vivir. Al día sufrimos más de 1 millón de agresiones en nuestro material genético. Y AlkD muestra un mecanismo completamente nuevo para repararlas.

El ADN es una molécula terriblemente compleja, sofisticada y delicada. El material genético, que contiene toda la información necesaria para formar un ser vivo desde la nada sufre alrededor de un millón agresiones moleculares por célula a lo largo del día. Estas agresiones están provocadas por agentes externos como sustancias químicas, luz ultravioleta y una miríada de cuestiones más. Pero, si existe tal cantidad de problemas en un solo día, ¿cómo es posible que resista ante los envites del entorno? ¿Cómo puede ser que una sustancia tan necesaria para la vida pueda aguantar estoicamente tanto cambio sin producir enfermedades mortales? El truco, sin duda, se encuentra en la reparación del ADN.

Mantenimiento y reparación del ADN

Imaginemos la cadena que forma el ADN. Es como una cremallera cuyos dientes son moléculas llamadas bases nitrogenadas. El esqueleto que soporta a dichos dientes forma largas cadenas que se enrollan en hélice y, como cualquier esqueleto, es super estable. Pero en realidad, todo el ADN es una molécula gigante (tan gigante que puede verse a simple vista, sin necesidad de usar microscopio). Por lo tanto, la acción agresiva de químicos, la luz ultravioleta o la radiación, entre otros, provoca cambios en los dientes de la cadena. Los dientes son mucho más fáciles de intercambiar y modificar, pues son los que transmiten la información que contiene la cadena de ADN. Por ello, deben ser fácilmente accesibles, para poder leerlos. Y por eso mismo, son también los que se ven afectados ante las agresiones.

En nuestro cuerpo existen juegos completos de moléculas, enzimas, dedicados única y exclusivamente a detectar estos cambios en los dientes y otros errores de la cadena y repararlos. Eso en cada célula, por supuesto. La reparación del ADN es un aspecto vital. Si no se repara una cadena de ADN, la célula puede terminar por convertirse en el inicio de un cáncer maligno e imparable. Además, existe otra medida de seguridad; ésta consiste en la apoptosis o muerte programada. Si la célula tiene una lesión muy grave y extendida en el ADN automáticamente ejecuta una instrucción de suicidio celular para
evitar, precisamente, convertirse en un zombi cancerígeno. Pero claro, antes de llegar a eso, es mejor buscar la reparación del ADN.

Las moléculas encargadas del mantenimiento pueden sustituir nucleótidos, es decir, el juego de diente y hueso de la cadena, arreglar el diente exclusivamente o rellenar con dientes en el caso de pérdidas grandes de información. Una parte del juego se dedica exclusivamente a reparar la modificación química de las bases nitrogenadas que forman los dientes. Uno de los daños más comunes que sufren, precisamente, es la unión de moléculas muy reactivas, producto de nuestro metabolismo natural. Al unirse, estos dientes ya no encajan a la perfección con la maquinaria celular, por lo que no pueden funcionar. Las glicosilasas de ADN son, precisamente las encargadas de solucionar este problema, uno de los más comunes en el día a día de nuestro material genético.

AlkD, el nuevo enzima

Los investigadores de la Universidad de Vanderbilt, tras varios años de trabajo, han descrito el mecanismo de una nueva enzima, es decir, una molécula capaz de reparar el ADN. La AlkD se encarga de reparar una lesión producida por la alquilación, que es cuando una molécula compuesta por carbono e hidrógeno (-CxHy) se une a dichos dientes o nucleótidos. Pero la verdadera novedad no es lo que hace sino cómo lo hace. Normalmente estas enzimas tienen un proceso muy parecido de actuación. Para ello emplean algunos ayudantes que abren la "cremallera", separan las cadenas, cortan o giran las bases. Pero esto no ocurre con AlkD. Tal y como han demostrado los investigadores, AlkD utiliza un mecanismo completamente nuevo para la reparación del ADN.

A diferencia de otras enzimas parecidas, AlkD no realiza una operación que consiste en girar el diente de la cremallera para detectar el daño (y que se conoce como base flipping). Es capaz de detectarlo directamente tanteando el hueso de la cadena. Además, es capaz de detectar los errores en gran cantidad y de una manera mucho más rápida, sin tener que ir diente por diente y de manera indirecta. Por si esto fuera poco, AlkD es capaz de reparar muchos tipos de lesiones, siempre que estos se produzcan por uniones moleculares que estén cargadas positivamente.

¿En qué se traduce esto? Como ya hemos dicho, esta AlkD ha sido descrita ahora. Pero se conoce desde hace años y, por supuesto, existe desde hace millones. Es decir, no es una sustancia nueva. Pero eso no quiere decir que no sea importante. Lo primero es que pone de manifiesto lo muchísimo que nos queda por conocer sobre nuestro ADN. En segundo lugar, y mucho más práctico, abre una nueva puerta hacia lo que conocemos sobre la reparación del ADN. Al final, esto nos sirve para diseñar nuevos tratamientos y fármacos, así como refinar los que tenemos. Y también para ampliar nuestras bases de conocimiento biológicas. Pues el conocimiento es el sustrato del progreso. Y aunque mucha gente lo olvida, la investigación básica es imprescindible para el desarrollo de la ciencia aplicada. Y me atrevo a decir que aquí veremos un ejemplo claro cuando pase algo de tiempo.