Por primera vez, científicos han encontrado en una molécula la evidencia suficiente para indicar que en células de mamíferos es posible convertir al ARN en ADN. Dicho proceso nunca antes había sido visto en células eucariotas, pero sí en los retrovirus.
Transcripciones
Para los científicos es bastante obvio que moléculas de tanta importancia biológica, como el ADN y el ARN, no son solo una secuencia relativamente sencilla de aminoácidos. Mientras más observamos en la profundidad de los ácidos nucleicos más nos sorprenden. Un reciente descubrimiento publicado en Science Advances ha dado mucho que hablar.
Investigadores de distintas instituciones, Universidad Thomas Jefferson, Filadelfia, la Universidad del Sur de California, el Instituto de Investigación Beckman de la Ciudad de la Esperanza y la Facultad de Medicina de la Universidad de Nueva York, descubrieron que las secuencias de ARN se pueden escribir de nuevo en el ADN.
Este tipo de mecanismo no se conocía en células eucariotas, como las nuestras, sino en un grupo de virus conocidos como retrovirus. Estos reciben su nombre debido a que poseen una enzima denominada transcriptasa inversa la cual sintetiza ADN de doble cadena utilizando como molde ARN monocatenario. Es decir, realiza una transcripción inversa. Usualmente, el ARN transcribe la información en código del ADN para traducirla en los ribosomas y producir proteínas. En contraste, los retrovirus usan su enzima transcriptasa inversa con la finalidad de transcribir su ARN vírico en el ADN del huésped.
Es la primera vez que se conoce el caso de este sistema, de ARN a ADN, en células eucariotas. Según el Dr. Richard Pomerantz, académico del Departamento de Bioquímica y Molecular Biología en la Universidad Thomas Jefferson, «este hallazgo sugiere que los mensajes de ARN pueden usarse como plantillas para reparar o reescribir el ADN genómico«.
Enzimas polimerasas
En las células, los mamíferos tenemos un grupo de proteínas especializadas, llamadas enzimas polimerasas. Su trabajo es duplicar el genoma a fin de prepararlo para la división celular, ya que una célula debe dividirse en dos células hijas y cada una debe tener la misma cantidad de material genético. Antes de la división celular, la doble hélice del ADN se separa permitiendo el ingreso de las enzimas que usan la secuencia de nucleótidos como plantilla con el objetivo de generar una nueva cadena complementaria.
De las 14 ADN polimerasas en células de mamíferos, solo tres hacen la mayor parte del trabajo de duplicar todo el ADN contenido en el núcleo celular. Los 11 restantes están involucrados principalmente en la detección y reparación cuando hay una rotura o error en las hebras de ADN.
El Dr. Pomerantz y sus colegas se centraron en una polimerasa muy inusual llamada polimerasa theta (Polθ). Esta repara el ADN, pero es muy propensa a cometer errores y generar mutaciones. Durante el análisis, notaron que algunas de las cualidades de Polθ eran las que compartía con la transcriptasa inversa de los virus.
Los científicos notaron que Polθ era capaz de convertir mensajes de ARN en ADN de manera óptima, al igual que la transcriptasa inversa del retrovirus VIH. Fue tan eficiente que introdujo menos errores al usar una plantilla de ARN para escribir nuevos mensajes de ADN, que al duplicar ADN. Se presume que esta función es su propósito principal en la célula.
Algo más interesante aún con respecto a Polθ y sus implicancias en la salud es su relación con las células cancerosas. En las células sanas su función sería reparar el ADN a partir del ARN; sin embargo, en las células enfermas, como las cancerosas, Polθ se expresa en gran medida y promueve el crecimiento de las células cancerosas y la resistencia a los medicamentos.
«Será emocionante comprender mejor cómo la actividad de Polθ en el ARN contribuye a la reparación del ADN y la proliferación de células cancerosas«, dijo el Dr. Pomerantz.
Sin duda, un nuevo campo se abre en la investigación genómica. Aún hay tanto por descubrir.