Averiguan en detalle cómo el ADN se despliega para la transcripción

El genoma humano contiene unos 3.000 millones de pares de bases que están densamente compactados en el núcleo de cada célula. Si una hebra de ADN fuera del grosor de un cabello humano, nuestro genoma completo, con sus hebras desenredadas y alineadas juntas una detrás de la otra, mediría varios cientos de kilómetros de longitud.

Un nuevo estudio revela cómo las células experimentan la transcripción, un proceso en el cual el ADN compactado se desenreda, y una compleja enzima llamada ARN polimerasa II lee los pares de bases de ADN del gen deseado y los transcribe en ARN. El ARN, entonces, indica a la célula qué proteínas específicas debe fabricar, siguiendo el modelo de un gen.

En particular, los autores del nuevo estudio, de la Universidad de Cornell, Estados Unidos, ampliaron trabajos anteriores que mostraban que el proceso de desenrollar el ADN ocurre independientemente de la transcripción por la ARN polimerasa II. Muchos científicos creían que la ARN polimerasa II ejercía un papel importante en el proceso de desenrollar el ADN.

El equipo de Steven Petesch y John Lis utilizó genes de choque térmico provenientes de la mosca de la fruta, que se activan cuando las temperaturas se elevan por encima de un umbral, como sucede durante los días calurosos para las moscas de la fruta, o cuando los humanos tenemos fiebre. Los genes, que se encuentran en muchos organismos, inician procesos que protegen del daño a las células. Mediante la aplicación de calor, los investigadores fueron capaces de poner en marcha, en cuestión de segundos, el desdoblamiento del ADN y la transcripción de los genes de choque térmico.


Cuando la temperatura se eleva, una proteína, la conocida como Factor de Choque Térmico, facilita los pasos necesarios para que se lleve a cabo la transcripción. Entre otras cosas, Petesch y Lis encontraron que el Factor de Choque Térmico activa procesos que involucran enzimas clave que causan que finalmente la enzima PARP produzca localmente PAR, un largo polímero similar al ADN y al ARN.

Cuando el ADN es compactado, las hebras se ajustan estrechamente alrededor de proteínas llamadas histonas, como el hilo enrollado en un carrete.

El PAR compite con el ADN para enlazarse a las histonas, ayudándolas a desenrollarse de sus "carretes" y descompactarse. Los investigadores encontraron que a los pocos segundos de aumentar la temperatura, el Factor de Choque Térmico es reclutado para iniciar el proceso de modificación de histonas y el despliegue del ADN, antes de la transcripción.

Este proceso es totalmente independiente de la labor de la ARN polimerasa II con la transcripción genética. Sin embargo, depende por completo del Factor de Choque Térmico y de la capacidad de la PARP para producir cadenas PAR.