El proceso de copiar ADN es una coreografía compleja que requiere velocidades rápidas y precisión milimétrica. Descubrir los intrincados detalles de este proceso podría identificar nuevas formas de atacar las enfermedades, como el cáncer, y los científicos de KAUST acaban de descubrir un paso crucial.

El ADN de cada célula humana tiene alrededor de 3 mil millones de dígitos y debe copiarse cada vez que una célula se divide, lo que ocurre casi 2 billones de veces al día.

Si ocurren errores en la replicación del ADN, las células pueden volverse anormales y dar lugar a enfermedades. Código de ADN que ha mutado para permitir que la célula se divida sin control. por ejemplo, puede provocar cáncer. Esto hace que sea crucial comprender cómo las enzimas se replican y reparan el ADN, dice Manal Zaher, el Ph.D. estudiante del grupo de Samir Hamdan en KAUST, quien dirigió el estudio.

Zaher investigó las enzimas que permiten que se formen cadenas cortas de ADN durante la replicación del ADN, llamados fragmentos de Okazaki, para unirse en una cadena continua de ADN.

Mediante un proceso conocido como maduración de fragmentos de Okazaki, una enzima llamada FEN1 corta los "colgajos" en los fragmentos de Okazaki que necesitan ser removidos antes de que los fragmentos puedan unirse. "La especificidad basada en la secuencia explica parcialmente el secreto de la fidelidad de la replicación, sin embargo, Carecemos de información clave sobre la base para la escisión basada en la estructura por FEN1 requerida en ~ 50 millones de sitios de fragmentos de Okazaki durante la replicación del ADN humano, "Explica Hamdan.

FEN1 se produce en exceso o se altera en muchas formas de cáncer, y Zaher quería investigar la participación exacta de esta enzima.

Los investigadores utilizaron una técnica de imágenes llamada FRET de molécula única para descubrir cómo FEN1 se acopla y se libera de otras enzimas y fragmentos de ADN.

Zaher se sorprendió al descubrir que FEN1 actuaba como un interruptor entre dos vías enzimáticas diferentes. Si la solapa era corta, FEN1 se acopló al ADN para permitir que los fragmentos de Okazaki se unieran. Sin embargo, si la solapa era larga, FEN1 rebotó, dejando otras dos enzimas llamadas Dna2 y RPA para acoplarse y cortar la mayor parte de la aleta antes de que FEN1, a su vez, entrara para terminar el trabajo.

"Este mecanismo de dos pasos podría ayudar significativamente a nuestra comprensión de la regulación de los pasos posteriores del fragmento de Okazaki, "explica Zaher, "y es especialmente importante porque las mutaciones tanto en Dna2 como en RPA también se han relacionado con el cáncer".

El grupo de Hamdan ha puesto sus ojos en investigar la próxima interacción que sufre FEN1, Continuar desentrañando los misterios de la replicación del ADN paso a paso.