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Encuentran hélice cuádruple en el ADN humano

Área: Biología,Medicina — lunes, 28 de enero de 2013

El hallazgo de hélices cuádruples en el ADN humano abre posibles puertas al tratamiento del cáncer y a la Biología básica.

Foto
Modelo de G-cuadriplexo (izquierda) y microfotografía en la que se pone de manifiesto la presencia de estas estructuras mediante fluorescencia (derecha). Fuente: Universidad de Cambridge.

En 1953 se publicó el artículo de Watson y Crick en el que se describía la estructura de doble hélice del ADN. Desde entonces esta doble hélice ha sido uno de los iconos de la ciencia y la Biología en particular. Ahora se ha demostrado la existencia de una nueva estructura.
Hay estructuras que deben de existir, su estructura teórica así lo sugiere. Hace unos días fue confirmada la existencia, 60 años después del descubrimiento de Watson y Crick, de la estructura de la hélice cuádruple de ADN en el genoma humano. En las últimas décadas se había descubierto que era posible la formación de este tipo de estructura en tubos de ensayo, pero se pensaba que era una curiosidad de laboratorio que no se daba en la Naturaleza. Por tanto, no sólo es posible su existencia, sino que además se da de forma natural en células vivas.
Esta estructura se forma en regiones de ADN que son ricas en guanina (G) una de las bases nitrogenas del ADN. De ahí que a esta estructura se la conozca también por G-cudriplexo. En estas estructuras cuatro guaninas en diferentes lugares a lo largo de la hebra de ADN se unen gracias a los puentes de hidrógeno y forman una estructura compacta cuadrada que interrumpe la doble hélice.
Los telómeros, que son las puntas protectoras de los cromosomas, son ricas en guanina y eran candidatos a albergar G-cuadriplexos. También se había sugerido que estas estructuras cuádruples pueden crearse en otras áreas en donde el genoma contiene genes reguladores, como los involucrados en el cáncer.
El hallazgo abre interesantes perspectiva de investigación y es la culminación de 10 años de investigación. En ese tiempo se han usando técnicas in vivo, modelos computacionales, experimentos de laboratorio y finalmente su identificación en células cancerosa humanas con biomarcadores fluorescentes.
En el artículo publicado al respecto se muestra la relación entre la concentración de esta hélice cuádruple y los procesos de replicación tan importantes en la división y reproducción celular. Estos G-cuadriplexos parecen ser estructuras transitorias en las células vivas, pues su abundancia varía dependiendo del estado de la célula.
Se espera que, usando estas hélices como blanco de fármacos específicos, se puede evitar la proliferación de células cancerosas, ya que esto impediría la división de este tipo de células. Estas estructuras de ADN son más probables que aparezcan en el ADN de células que se dividen rápidamente, como las células cancerosas. Los investigadores implicados descubrieron que un cuarto de estas hélices cuádruples estaban precisamente en los telómeros, tal y como se sospechaba.
Shankar Balasubramanian, de la Universidad de Cambridge, y sus colaboradores fueron capaces de producir anticuerpos que detectaban y se unían a áreas del genoma humano ricas en G-cudriplexos. Esto permitió demostrar la existencia de tales estructuras en células humanas vivas. Para ello añadieron a estos anticuerpos unos marcadores fluorescentes y así poder identificar esos puntos cuando se iluminaba con luz ultravioleta, tanto en el genoma en estado normal, como cuando se estaba produciendo el proceso de división celular.
Comprobaron que durante la división celular aumentaba la presencia de hélices cuádruples. Esto también se pudo comprobar en células cancerosas, células que sufren una división descontrolada.
Estos científicos descubrieron que bloqueando las hélices cuádruples se podía secuestrar y estabilizar las células cancerosas, lo que proporciona pistas sobre posibles tratamientos.
Los datos existentes sugieren que algunos tipos de cáncer pueden ser bloqueados con pequeñas moléculas que son diseñadas para unirse a secuencias específicas de ADN. Muchos tratamientos contra el cáncer operan atacando el ADN, pero no se sabe exactamente cómo funciona el proceso o que reglas hay.
El que las células cancerosas tengan estructuras de ADN diferentes o más frecuentes que en las células sanas abre nuevos caminos en el tratamiento contra el cáncer. Un hipotético fármaco podría atacar prioritariamente a las células cancerosas dañando menos a las sanas.
Otra interesante vía de investigación, esta vez a nivel más fundamental, es el posible papel que pueden jugar estas estructuras en el desarrollo embrionario.
Aunque estos investigadores admiten que todavía hay muchas cosas que desconocen, como la función exacta de estas hélices cuádruples. Tampoco se sabe si han sufrido un proceso evolutivo para tener alguna función específica o no. Todavía queda camino por recorrer.

Copyleft: atribuir con enlace a http://neofronteras.com/?p=4019

Fuentes y referencias:
Nota de prensa.
Artículo original.

Salvo que se exprese lo contrario esta obra está bajo una licencia Creative Commons.
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11 Comentarios

  1. Miguel Ángel:

    Supongo que si se encuentran en los telómeros también podrían encerrar algunas claves de cara a posibles terapias para frenar el envejecimiento y extender la vida…muy prometedor.

  2. Alejandro Sánchez:

    Esta investigación puede abrir paso a la creación o potenciación (mucho mejor) de biomoléculas naturales o biomiméticas que potencien los mecanismos de regeneración genética celular de modo a detener o incluso regresar el envejecimiento, algo que de hecho está en la naturaleza potencialmente. Ciertamente el elixir de la eterna juventud existe y es posible que sea como el poema de Gilgamesh

  3. yeors:

    Me agrada mucho ésta página ya desde como 3 o 4 años atrás. Felicitaciones Neofronteras, está muy interesante la página

  4. Miguel Ángel:

    Muy apreciado Alejandro Sánchez:

    Hacía tiempo que no comentabas nada, así que me gustaría aprovechar la ocasión y hacer un paréntesis para felicitarte por un par de enlaces que pusiste en esta noticia y que me han resultado muy interesantes:

    http://neofronteras.com/?p=2855

    Me estoy refiriendo al enlace del mapa mundi de la felicidad y al de Sam Harris hablando del budismo Zen de la escuela Soto. Como sabrás, yo también estoy muy interesado en el aspecto filosófico del budismo y en sus aplicaciones en la psicoterapia positiva y cognitiva.
    (Ahora sigo)

  5. Miguel Ángel:

    Por otra parte, el aspecto doctrinal del budismo ni me interesa ni me lo trago.

    Hace algún tiempo estuve leyendo tu blog y pude comprobar que eres un hombre de letras con inquietudes que busca la luz y algo que dote de sentido a la existencia. Todo ello hace brotar en mi un sentimiento de empatía hacia tu persona.

    Lo que no sé si comparto es lo que afirmas en la noticia a la que me refiero, cuando dices que la única forma de fomentar el altruismo y frenar el egoísmo y hedonismo humanos es darle algún tipo de visión trascendente a nuestra existencia. Cuando hablas de trascedencia no me queda claro si te refieres a una posible vida después de la muerte o sólo te refieres a que lo que trascienda sea nuestra forma de pensar y nuestras acciones (que también tendrán su efecto en el futuro).
    Si es el primer caso no estoy de acuerdo: los creyentes han sido siempre mayoría y lo siguen siendo en la actualidad. Son mayoría en Estados unidos y ello no ha supuesto ningún freno para que caigan en la espiral del consumismo y el hedonismo.

    Creo que hay una visión estereotipada de los no creyentes que va en la línea de lo que tu afirmas y que tiene una larga tradición: en “Los hermanos K.aramazov” de Dostoyevski, el hermanastro de Iván, que es ateo, acaba matando a su padre y se llega a la concluir que qué otra cosa se podía esperar de alguien que no cree en Dios. Sin embargo, los principios éticos y morales no tienen que estar sustentados necesariamente en ningún tipo de creencia. Además, muchos de los que han llegadó a ser ateos ao agnósticos fueron creyentes en su infancia, adolescencia o juventud.
    Habría que hablar también de los actos inmorales que se han cometido y se cometen en nombre de las religiones.
    Es perfectamente factible dar sentido, ética y moralidad a la existencia de uno sin recurrir a nigún tipo de trascendencia metafísica…puede bastar con entender que somos un pequeño capítulo en la historia del Universo para implicarnos con el cosmos y con nuestros semejantes, puede bastar con saber que la Ciencia ya nos dice que el egoísmo y el acúmulo de riquezas no nos ayudará aser más felices, puede bastar con que trasciendan nuestras acciones, nuestra conducta, o nuestros genes (como dice el amigo Pocosé). También puede ser interesante leer lo que dice Neo en el mensaje 12 de esta noticia:

    http://neofronteras.com/?p=3867

    Un sincero abrazo y gracias de nuevo por tu contribución

  6. Pocosé:

    Un elixir para alargar la vida y rejuvenecerse, valdrá un pastonazo. Claro que puede que algo mas barato que el antídoto contra el virus, que deberá ser liberado para eliminar a todos aquellos que no puedan pagarse ambas cosas.
    También pude ser simplemente, que mi pesimismo hay subido muchos enteros con tanta B, tanto negro, y tantos sobres.
    Recibid todos mis pesimistas saludos antes de que puedan prescribir.

  7. Dr. Thriller:

    Bueno, recordemos todos que las únicas células (de metazoo) inmortales (y: literalmente) son precisamente las cepas cancerígenas xD. Lo cual nos da pistas de lo que significa la inmortalidad.

    Creo haber leído por ahí que las dos “teorías” (hipótesis de relleno, más bien), que circulaban y ni siquiera eran incompatibles, a saber, la de que el envejecimiento es un subproducto de la actividad metabólica, sin más, o de que éste está programado al menos en parte genéticamente (o los genes se acumulan por amontonamiento eólico evolutivo), se han ido al retrete de la ciencia (cuya fosa séptica no se limpia desde Galileo, dicho sea de paso) por no sé qué detallitos de que no es posible programar degeneración celular ni tampoco es factible plantear degradación metabólica cuando precisamente un sistema metabólico tiene la capacidad de regenerarse (vamos, que llegamos a escenarios inconsistentes con la realidad).

    Así que igual los tiros vienen por la forma como somos fabricados: de una única célula, se pide una hipoteca y se monta un Dios. Y como todas las hipotecas, hay que pagarlas xD (porque el envejecimiento es sólo compartido por los seres que tienen esta interesante estrategia huevo-adulto). Y si es así, me temo que no tiene arreglo (si tiene sentido el palabro “arreglo” en este contexto, que no).

  8. Pocosé:

    Otras células que podemos considerar inmortales en los pluricelulares son las germinales, ya que sin esto toda su evolución sería imposible. La hipoteca a pagar sería la caducidad de todo el artefacto que estas células crean para perpetuarse. Existen, y aquí lo hemos visto, algunos pluricelulares muy simples sin hipoteca.
    No veo muy cerca lo de la inmortalidad para nosotros, pero no dogmatizaría con su imposibilidad. Cierto retraso del envejecimiento, con el consiguiente alargamiento de la vida, ya se esta produciendo, sin entrar aun en complejos tratamientos químico/genéticos vislumbrados ya en el horizonte científico.
    A la tecnocultura, si a esa, a la probablemente mayor responsable de que aquellos homínidos, (cuyas células germinales fueron dividiéndose, repartiendo y recombinando sus genes y volviéndolos a combinar hasta llegar a nosotros) trasformaran sus artefactos hasta configurarlos como estos que las portamos ahora, también la podemos considerar inmortal en su esencia; ya que también ha ido recombinándose, dividiéndose y volviéndose a recombinar, en este caso a base de memes, haciendo caducar en el proceso una ingente cantidad de sus muy diversos artefactos.
    Dicho esto considero mas probable que esta tecnocultura que disfrutamos y padecemos, que moldeamos y nos moldea, nos conduzca a la situación que expongo en mi anterior comentario o a otras aun mas tétricas, antes que, comprendiendo y aceptando lo que en realidad somos, podamos plantearnos, al menos, lo que no queremos que nuestra tecnocultural especie llegue a ser.
    Con pesimismo muy débilmente constructivo, saludos.

  9. Dr. Thriller:

    Mejorar la calidad de vida en cualquier edad y circunstancia es un debate totalmente diferente de vender la inmortalidad, sea física o mental. Es más, yo al debate de la inmortalidad lo taxonomizo directamente en las patologías (religiosas) de Occidente (compartidas por muchas otras culturas), en tanto que mejorar la calidad de vida es un impulso intrínseco a nuestra forma de ser, constitucional, directamente relacionado con nuestra solidaridad y empatía de especie (y no sólo de especie).

    Los seres pluricelulares que tienen células no degenerables cronológicamente, digamos (y no sé qué pasa con sus telómeros, aunque me lo imagino), no tienen un mecanismo de desarrollo y construcción similar al de pluricelulares con tejidos de una especialización mucho más obvia. Ya que sale el tema, que la naturaleza disponga de un sistema como el recorte telomérico ya da que pensar, y la naturaleza se gasta lo mínimo en sistemas de control, eso sí, de una eficiencia que ya nos podríamos dar con un canto en los dientes.

    En cualquier caso, mientras que la mejora de la calidad de vida no tiene nada que ver, la inmortalidad cae dentro de otra patología llamada la “eugenesia”, idea y concepto que tanto bien trajo en los siglos XIX y XX y que en realidad es mucho más antigua (a mí me gusta recordar que la gran diferencia entre la España imperial y la Alemania Nazi respecto a la obsesión de la pureza de sangre, es que la segunda fracasó por completa y la primera lo logró de pleno, con mucho mérito para la tecnología de la época); de hecho no es nada raro que ambas dolencias mentales se relacionen descaradamente.

    En fin, seguimos sin aprender que todo tiene un límite, y la naturaleza desde luego que los tiene. Antes de que la ciencia llegara en nuestro socorro de lo único que estábamos seguros es de que algún día la íbamos a palmar, ahora estamos seguros de unas cuantas cosas más.

  10. Pocosé:

    Estimado Dr. Thriller
    Una pequeña discrepancia. Antes de que la ciencia viniera en nuestro socorro, prácticamente la totalidad de nuestra especie de lo que estaba segura, era que el palmar consistía en un paso o el definitivo hacia la inmortalidad. Tras unos escasos quinientos años de ciencia, aún no llegamos al 20% de la especie los que estamos seguros o cuasiseguros, de que ese tipo de inmortalidad, no es mas que un quimérico anhelo del que no se conoce ninguna evidencia contrastable.

  11. Miguel Ángel:

    Es cierto que las células germinales constituyen una línea inmortal, una línea que se prolonga ininterrumpidamente desde hace más de 600 millones de años.

    Hace muy poco que se ha descifrado el genoma humano y todavía es pronto para obtener resultados de cara a la extensión de la vida: ya comenté sobre un equipo de investigadores españoles que trabajan con los telómeros y hablaban de un plazo estimable de unos 80 años para obtener resultados.
    Tal vez no baste con elongar los telómeros: habría que encontrar algún modo de frenar o corregir los fallos que se van acumulando en cada división y que son los responsables de que la piel se nos vaya arrugando y secando, que los vasos sanguíneos se vayan haciendo más rígidos, etc…como dice Dr. Thriller habrá que ver si esto es posible o no.
    Si algún día se consigue seguramente será un técnica que se practique preconcepcionalmente, pero también tenemos a los científicos que concursan por los premios de la Methuselah Fundation (Fundación Matusalem), que están tratando de buscar alguna terapia aplicable en personas adultas, de momento hay poca leña que cortar: sólo la restricción dietética y ya vimos en una noticia de esta página que parece ser inefectiva en algunas especies de monos.

    Puede que la eugenesia sea una dolencia, como dice Dr. Thriller, pero lo que está claro es que es lo que nos espera en el futuro. Por mucho que se opongan los estamentos religiosos se acabará haciendo, ya sea de modo legal, alegal o ilegal.

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