Una forma de vida primitiva esquiva los procesos de replicación normales y se reproduce mediante otros métodos

Articulo posteado por: Virgínia Díez Obrero (3º Biotecnología, UEM) 

Los hallazgos, liderados por científicos de la University’s School of Life Sciences, podrían ofrecer nuevas perspectivas en cómo células defectuosas pueden multiplicarse fuera de control en enfermedades como el cáncer.

El estudio publicado en la revista Nature explica que investigadores de la Universidad de Nottingham han encontrado una forma de vida primitiva (arqueobacteria) que se encuentra en algunos de los entornos más remotos de la tierra, que es capaz de esquivar los procesos de replicación normales y reproducirse sin necesidad de que la replicación del ADN se inicie en unos determinados lugares llamados orígenes, que sirven como sitios de unión a proteínas iniciadoras que reclutan la maquinaria replicativa.Para poder reproducirse, toda forma de vida necesita copiar su ADN antes de que la célula se pueda dividir. Esto se hace mediante una serie de “orígenes de replicación” que se encuentran alrededor de los cromosomas y a los que las proteínas se unen para iniciar el proceso de replicación. En eucariotas, como los humanos, si se eliminan estos “orígenes de replicación” se inhibe la replicación y esto conduce finalmente a la muerte celular.

Sin embargo, el estudio de Nottingham, financiado por la Biological Sciences Research Council (BBSRC) y la Royal Society, halló que Haloferax volcanii, una arqueobacteria halófila hallada en el Mar Muerto, es capaz de comenzar espontáneamente una reacción en cadena de replicación alrededor de sus cromosomas incluso cuando se han eliminado los orígenes de replicación.

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Figura 1. Formaciones de sal en el Mar Muerto, cerca de Ein Gedi, Israel. Las halófilas Haloferax volcanii estudiadas por los científicos de Nottingham fueron halladas en el Mar Muerto. (©SeanPavonePhoto / Fotolia)

“Lo increíble que hemos encontrado no es sólo que la eliminación de los “orígenes” permitió las células a crecer, sino que realmente crecieron casi un 10 por ciento más rápido. Todo el mundo estaba pensando, ¿dónde está la trampa? pero no hemos encontrado ninguna” dijo el Dr. Conrad Nieduszynski.

“La manera mediante la cual las células inician este proceso de replicación es usando una forma de reparación del ADN que existe en todos nosotros, pero ellas simplemente utilizan este proceso con un propósito diferente. Mediante este mecanismo, las Haloferax volcanii comienzan rápidamente la replicación en varios sitios alrededor del cromosoma al mismo tiempo.

Puesto que parece que los “orígenes” son innecesarios en Haloferax volcanii, los científicos creen que los orígenes de replicación en este organismo podrían ser un ejemplo de “genes egoístas”, beneficiándose y sin ofrecer ninguna ventaja para el propio organismo.

Este descubrimiento se llevó a cabo en el mismo año en el que se celebra el 50 aniversario de un hito en el campo de la replicación del ADN: la presentación del modelo de replicación del ADN por François Jacob, quien más tarde fue galardonado con el Premio Nobel de Medicina.

El Dr Allers dijo que “Teniendo en cuenta este aniversario, nuestro paper en Nature es bastante oportuno. Hemos demostrado que en algunos organismos, los orígenes de la replicación (interruptores genéticos que controlan la replicación del ADN) no son sólo innecesarios sino que las células realmente crecen más rápido cuando estos orígenes no están presentes. Esto era totalmente inesperado y nos ha obligado a volver a reevaluar uno de los pilares de la biología del ADN”.

Además, “aunque parezcan bacterias y se comporten como tales, las  arqueobacterias en realidad están más estrechamente vinculadas con nosotros. Cuando nos fijamos en las enzimas que se encargan de la replicación del ADN vemos estas similitudes y por eso pensamos que estas serían un sistema interesante con el que trabajar, porque por fuera se parecen a las bacterias pero por dentro se parecen a nosotros.”

Para los seres humanos es muy importante que podamos regular este proceso de replicación del ADN para asegurarnos de que nuestros cromosomas se copian solamente una vez antes de que la célula se divida, de lo contrario esto podría conducir a enfermedades genéticas como el cáncer. Cuando las células cancerosas se desarrollan ya no regulan la copia de su genoma (esto sucede debido a mutaciones en los genes que controlan este proceso). La pérdida del control de la replicación conduce a las células cancerosas a hacer más de dos copias de sus cromosomas, lo cual es algo que tienen en común con lo que los científicos observaron en Haloferax volcanii.

El Dr Allers añadió que “los científicos creen que las células cancerosas vuelven a un estado más primitivo sin estos mecanismos de control. Esto es en lo que se asemejan a Haloferax volcanii. Una de las otras características distintivas de las células cancerosas es que crecen más rápido que las células normales y pueden apoderarse del cuerpo. Esto es similar a lo que estamos viendo cuando no se regula la replicación del ADN y se prescinde de los controles normales, teniendo un crecimiento más rápido y no regulado.”

En el futuro si podemos entender este mecanismo podría darnos una idea de cómo las células cancerosas pueden escapar del control y la regulación normal. Incluso podrían identificarse nuevas dianas para matar las células cancerosas sin dañar las células normales.

Fuente: http://www.sciencedaily.com/releases/2013/11/131103140259.htm?utm_content=bufferd20ab&utm_source=buffer&utm_medium=twitter&utm_campaign=Buffer 

Bibliografía:

Michelle Hawkins, Sunir Malla, Martin J. Blythe, Conrad A. Nieduszynski, Thorsten Allers. Accelerated growth in the absence of DNA replication origins. Nature, 2013; DOI: 10.1038/nature12650

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