El misterio de la transcripción genética

En cualquier momento dado en el cuerpo humano, el ADN está siendo "leído" en moléculas de ARN mensajero, el paso intermedio entre el ADN y las proteínas, en un proceso llamado transcripción genética. Se sabe cómo se inicia la transcripción: las proteínas llamadas ARN polimerasas son “reclutadas” en regiones específicas de las moléculas de ADN y empiezan a deslizarse por la cadena o hebra, sintetizando las moléculas de ARN mensajero a medida que avanzan. Pero otra parte de este proceso ha venido arrastrando históricamente un enigma: ¿cómo sabe la célula cuándo dejar de transcribir?

Ahora, un equipo integrado, entre otros, por Richard Young y Arup K. Chakraborty, ambos del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) en Cambridge, Estados Unidos, ha hecho un descubrimiento que sugiere que las propias moléculas de ARN son responsables de regular su formación a través de un bucle de retroalimentación. Cuando las moléculas de ARN son demasiado escasas, la célula inicia la transcripción para crear más. Entonces, al cruzar cierto umbral de abundancia, demasiadas moléculas de ARN hacen que la transcripción se detenga.

El trabajo previo en el laboratorio de Young se ha venido centrando en los condensados transcripcionales, pequeñas gotas celulares que reúnen las moléculas necesarias para transcribir el ADN al ARN. Los científicos del laboratorio descubrieron las gotitas transcripcionales en 2018, observando que típicamente se formaban cuando la transcripción comenzaba y se disolvían unos segundos o minutos después cuando el proceso terminaba.

En el nuevo estudio, los investigadores se preguntaron si la fuerza que gobierna la disolución de los condensados transcripcionales podría estar relacionada con las propiedades químicas del ARN que produjeron, en particular con su carga altamente negativa.

Los investigadores formaron estas gotitas en el laboratorio para investigar el papel del ARN en su formación y disolución. (Imagen: Jon Henninger / Whitehead Institute)

A través de una serie de simulaciones con modelos y de experimentos en el laboratorio, los investigadores fueron capaces de confirmar su hipótesis de que el efecto del ARN en la transcripción se debe a la carga altamente negativa de las moléculas de ARN. Los bajos niveles iniciales de ARN promueven la formación de los condensados transcripcionales y los subsiguientes niveles más altos los disuelven.

La confirmación de este mecanismo de retroalimentación podría ayudar a resolver un misterio añejo sobre el genoma de los mamíferos: ¿qué utilidad tienen los ARNs no codificantes, que constituyen una gran parte del material genético? Además, conocer mejor la conducta del ARN será útil para desarrollar nuevas terapias contra diversas enfermedades.

El estudio, titulado “RNA-Mediated Feedback Control of Transcriptional Condensates”, se ha publicado en la revista académica Cell. (Fuente: NCYT de Amazings)