Los poros nucleares de las células regulan la velocidad de producción de las copias de ADN
01/10/2013 - E.P.
La distribución espacial de los genes dentro del núcleo de la célula y su movimiento hacia compartimentos específicos influye en su expresión así como en la estabilidad y la reparación del cromosoma
Un equipo de investigadores, liderado por Françoise Stutz, profesor en la Facultad de Ciencias de la Universidad de Ginebra (UNIGE), en Suiza, acaba de descubrir cómo los poros nucleares también regulan la velocidad de producción de las copias de ADN. Su trabajo, publicado en la revista Molecular Cell revela un nuevo papel para cada uno de los varios cientos de poros del núcleo, que constituyen las mismas fábricas microscópicas de transcripción de genes.
Nuestra herencia genética está contenida y protegida en el núcleo de las células de las que están compuestos los seres humanos. Las copias del ADN salen del núcleo para ser leídas y traducidas a proteínas en el citoplasma de la célula. El tránsito entre el núcleo y el citoplasma se lleva a cabo a través de los poros nucleares, los verdaderos "agentes de control" de la importación y exportación entre estos dos compartimientos.
La actividad de los genes no sólo está determinada por la secuencia del ADN, sino también por la estructura tridimensional dinámica del genoma.
Las nucleoporinas cruzan la membrana nuclear y regulan el tráfico pesado de moléculas, que tiene lugar entre el núcleo y el citoplasma de la célula. "Por otra parte, se sabe que, una vez activado, muchos genes se unen a los poros que se transcriben allí", señala Françoise Stutz, profesor en el Departamento de Biología Celular de UNIGE, Suiza.
Para tratar de entender por qué, este científico llevó a cabo experimentos con levadura. Este hongo unicelular se utiliza a menudo como un organismo modelo, ya que funciona como una célula de mamífero, pero es más fácil de manejar. Cuando la levadura ingiere galactosa, transformará este azúcar en energía gracias a una enzima llamada GAL1. Sin embargo, el gen que codifica esta enzima está normalmente reprimido por varias proteínas que enmascaran su dominio en la activación.
"Todo el complejo se mantiene en este estado, bloqueando la unión de una pequeña proteína llamada SUMO", explica Lorane Texari, miembro del equipo y primer autor del artículo. Después de que la levadura absorba el azúcar, el gen GAL1 se traslada al poro nuclear. "Hemos descubierto que los genes se anclan con la ayuda de una enzima llamada Ulp1, lo que elimina la proteína SUMO. Esto permitirá a un conjunto de factores posicionarse en el gen activado e iniciar su transcripción". A continuación, las numerosas copias producidas de este modo se pueden exportar directamente en el citoplasma y, una vez que se descodifican, las instrucciones que contienen permitirán la producción de la enzima GAL1, de manera que la levadura puede utilizar la galactosa como combustible.
Así, los poros nucleares crean un ambiente propicio para la producción eficiente de copias de genes. "Estas fábricas de transcripción microscópicas parecen tener su equivalente en células de mamífero. Encontramos también diversas enzimas ancladas a las nucleoporinas, incluyendo la enzima responsable de la eliminación de la proteína SUMO", destacó Stutz. Sin embargo, matizó que, dado el tamaño de su núcleo, mucho más grande que el de la levadura, son las nucleoporinas las que se mueven hacia los genes activados y no al revés.
Nuestra herencia genética está contenida y protegida en el núcleo de las células de las que están compuestos los seres humanos. Las copias del ADN salen del núcleo para ser leídas y traducidas a proteínas en el citoplasma de la célula. El tránsito entre el núcleo y el citoplasma se lleva a cabo a través de los poros nucleares, los verdaderos "agentes de control" de la importación y exportación entre estos dos compartimientos.
La actividad de los genes no sólo está determinada por la secuencia del ADN, sino también por la estructura tridimensional dinámica del genoma.
Las nucleoporinas cruzan la membrana nuclear y regulan el tráfico pesado de moléculas, que tiene lugar entre el núcleo y el citoplasma de la célula. "Por otra parte, se sabe que, una vez activado, muchos genes se unen a los poros que se transcriben allí", señala Françoise Stutz, profesor en el Departamento de Biología Celular de UNIGE, Suiza.
Para tratar de entender por qué, este científico llevó a cabo experimentos con levadura. Este hongo unicelular se utiliza a menudo como un organismo modelo, ya que funciona como una célula de mamífero, pero es más fácil de manejar. Cuando la levadura ingiere galactosa, transformará este azúcar en energía gracias a una enzima llamada GAL1. Sin embargo, el gen que codifica esta enzima está normalmente reprimido por varias proteínas que enmascaran su dominio en la activación.
"Todo el complejo se mantiene en este estado, bloqueando la unión de una pequeña proteína llamada SUMO", explica Lorane Texari, miembro del equipo y primer autor del artículo. Después de que la levadura absorba el azúcar, el gen GAL1 se traslada al poro nuclear. "Hemos descubierto que los genes se anclan con la ayuda de una enzima llamada Ulp1, lo que elimina la proteína SUMO. Esto permitirá a un conjunto de factores posicionarse en el gen activado e iniciar su transcripción". A continuación, las numerosas copias producidas de este modo se pueden exportar directamente en el citoplasma y, una vez que se descodifican, las instrucciones que contienen permitirán la producción de la enzima GAL1, de manera que la levadura puede utilizar la galactosa como combustible.
Así, los poros nucleares crean un ambiente propicio para la producción eficiente de copias de genes. "Estas fábricas de transcripción microscópicas parecen tener su equivalente en células de mamífero. Encontramos también diversas enzimas ancladas a las nucleoporinas, incluyendo la enzima responsable de la eliminación de la proteína SUMO", destacó Stutz. Sin embargo, matizó que, dado el tamaño de su núcleo, mucho más grande que el de la levadura, son las nucleoporinas las que se mueven hacia los genes activados y no al revés.
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