Autores: Benjamín Schwartz y otros.
Fuente: bioRxiv (2022)
Resumen:
La replicación del ADN es un proceso biológico fundamental que garantiza una duplicación precisa del material genético durante la división celular. Para iniciar la replicación, un complejo proteico especializado conocido como helicasa-cargador de helicasa se une y rodea la doble hélice del ADN, desenrollando las hebras fuertemente enrolladas y creando una bifurcación de replicación. Sin embargo, los mecanismos precisos por los cuales este complejo se une y envuelve el ADN siguen siendo difíciles de alcanzar.
En un avance notable, los investigadores han capturado la acción media del complejo helicasa-cargador de helicasa mediante microscopía crioelectrónica, una poderosa técnica de imágenes que permite la visualización de estructuras biomoleculares con una resolución casi atómica. Sus hallazgos, publicados en el servidor de preimpresión bioRxiv, arrojan luz sin precedentes sobre las intrincadas interacciones entre la maquinaria de las proteínas y el ADN, proporcionando información crucial sobre los pasos iniciales de la replicación del ADN.
Las imágenes de alta resolución revelaron que el complejo helicasa-cargador de helicasa forma una estructura en forma de anillo que rodea el ADN, con las proteínas cargadoras de helicasa agarrando la doble hélice del ADN y las proteínas helicasa colocadas detrás de ellas, listas para desenredar las hebras de ADN. Esta disposición sugiere que las proteínas cargadoras de helicasa desempeñan un papel fundamental en la unión del ADN, estabilizando el complejo alrededor del ADN y preparándolo para el inicio de la replicación.
Un análisis más detallado descubrió las interacciones específicas entre las proteínas cargadoras de helicasa y la columna vertebral del ADN, revelando los mecanismos moleculares mediante los cuales el complejo se une al ADN. Estas interacciones involucran varios residuos de aminoácidos dentro de las proteínas cargadoras de helicasa que forman enlaces de hidrógeno y contactos de van der Waals con los fosfatos del ADN, lo que garantiza un agarre seguro del material genético.
Además, los investigadores identificaron una región conectora flexible dentro de las proteínas cargadoras de helicasa que les permite adaptar su conformación a la secuencia variable de ADN. Esta flexibilidad es esencial para que el complejo se adapte a las diferentes secuencias de ADN encontradas durante la replicación, asegurando un desenrollado eficiente de la doble hélice.
Estos hallazgos proporcionan una comprensión molecular detallada de cómo el complejo helicasa-cargador de helicasa reconoce, une y envuelve el ADN para iniciar la replicación. Este conocimiento profundiza nuestra comprensión de los mecanismos fundamentales que subyacen a la replicación del ADN, allanando el camino para futuras investigaciones sobre la fidelidad de la replicación, las enfermedades genéticas y el desarrollo de nuevas estrategias terapéuticas.
