El ADN es la molécula que contiene la información para que las células sean como son y funcionen correctamente. Cada fragmento de información del ADN recibe el nombre de gen, y esos genes tienen que leerse para generar una molécula de ARN y esta, a su vez, leerse para convertirse en proteínas que son las moléculas que realizan funciones en la célula.

Los investigadores han descubierto que, tras la replicación del ADN, se produce un cambio transitorio en la manera en que se leen los genes.

Todas las células de nuestro cuerpo contienen la misma información en su ADN, sin embargo, no todas las células son iguales. Así, las células de nuestro cerebro no tienen la misma forma ni función que las de nuestro estómago o nuestra piel. Ahora sabemos que eso ocurre porque no todas las células pueden leer los mismos genes. Y esto se debe a la manera en la que el ADN se organiza en forma de cromatina, es decir, en la manera en la que se organiza dentro del núcleo que hace que unos genes sean accesibles a la maquinaria que los tiene que leer y otros no.

Miembros del grupo de investigación ‘Replication and nuclear Dynamics’ autores del estudio.

A pesar de la importancia que tiene la cromatina en la regulación de la función celular, cada vez que la célula se divide, la cromatina se desorganiza. Esto se debe a que la molécula del ADN se tiene que duplicar y luego condensar para poder pasar la información de manera correcta a las dos células hijas.

El grupo de investigación Replicación y Dinámica Nuclear de la Universidad de Sevilla en CABIMER liderado por la Dra. Cristina González Aguilera, ha descubierto que, tras la replicación del ADN, se produce un cambio transitorio en la manera en que se leen los genes. La RNA polimerasa II (RNAPII), que es la maquinaria encargada de leer la información contenida en los genes, no es capaz de acceder a ellos de manera correcta por lo que se leen menos. Además, los investigadores han demostrado que la RNAPII se puede chocar con la maquinaria que duplica el ADN y hacer que los ARN que se generen estén alterados pudiendo producir cambios en las proteínas que se expresan y cambios en la función e identidad de la célula.

Por tanto, este trabajo, publicado en la revista Molecular Cell, identifica los mecanismos moleculares que explican cómo la replicación del ADN es fuente de variabilidad en la expresión génica y facilita nuestra comprensión sobre los procesos que regulan los cambios de función e identidad celular. Estos eventos son claves en procesos fisiológicos tan importantes como los que se dan en el desarrollo embrionario o en la generación de las células del sistema inmune. Y también desempeñan un papel central en enfermedades como el cáncer por lo que este trabajo sienta las bases para poder desarrollar nuevos tratamientos más efectivos.

Referencia:

Bruno F. et al (2023) ‘Collisions of RNA polymerases behind the replication fork promote alternative RNA splicing in newly replicated chromatin’. Mol Cell. DOI: 10.1016/j.molcel.2023.11.036