El correcto empaquetamiento del genoma es esencial para mantener su estabilidad

La estructura de la cromatina en la que se empaqueta nuestro genoma tiene una función clave en la coordinación de los procesos de replicación del ADN y la transcripción génica, según un estudio del Centro de Biología Molecular Severo Ochoa. El trabajo tiene implicaciones en situaciones fisiológicas o patológicas en las que la estructura de la cromatina está alterada, como ocurre durante el envejecimiento celular y en el cáncer.

SINC | | 18 junio 2018 10:33

Ddibujo esquemático de una célula y de los procesos de replicación y transcripción del ADN que se producen en su interior. / CBM

Investigadores del Centro de Biología Molecular Severo Ochoa (CBM), centro mixto de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM) y el CSIC, han demostrado la importancia de la estructura de la cromatina en la que se empaqueta nuestro genoma para regular la coordinación entre los procesos de replicación del DNA y transcripción génica.

El estudio, publicado en la revista Nature Communications, tiene importantes implicaciones en situaciones fisiológicas o patológicas en las que la estructura de la cromatina está alterada, como ocurre durante el envejecimiento celular, en ciertas enfermedades del desarrollo o en el cáncer.

“Cada vez que una célula se divide, toda la información genética y epigenética que contiene debe ser duplicada de modo preciso. En las células eucarióticas este proceso ocurre durante la fase S del ciclo celular, a través de la actividad de miles de ‘horquillas de replicación’, en las que viajan los complejos macromoleculares que duplican el genoma”, explican los investigadores.

El hallazgo tiene implicaciones en patológicas en las que la estructura de la cromatina está alterada, como en el envejecimiento celular y el cáncer

“Este complejo proceso –continúan– ha de coordinarse en el tiempo y en el espacio con el resto de procesos cuyo sustrato es el genoma, y que a su vez son ejecutados por complejos macromoleculares: la transcripción génica, la recombinación y la reparación”, agregan.

Conflictos entre las maquinarias moleculares

“Además, estos procesos ocurren en el contexto de una estructura altamente compacta que empaqueta el genoma, regulando su accesibilidad y protegiéndolo de agentes mutagénicos: la cromatina”, destacan.

En el trabajo, miembros del Laboratorio de Organización Funcional del Genoma del CBM, liderados por María Gómez, utilizaron células primarias de ratón con distintas mutaciones que provocan alteraciones en la estructura de su cromatina para estudiar la respuesta celular a estas modificaciones en el empaquetamiento del genoma.

Para ello, combinaron aproximaciones de secuenciación masiva, computacionales, análisis de alta resolución en moléculas individuales y microscopía confocal.

Los resultados, en suma, revelan el papel esencial de la conformación de la cromatina para evitar conflictos entre las maquinarias moleculares que realizan la duplicación del ADN y las que realizan la transcripción génica, y con ello disminuir el estrés replicativo y así mantener la integridad del genoma.

Referencia bibliográfica:

Ricardo Almeida, José Miguel Fernández-Justel, Cristina Santa-María, Jean-Charles Cadoret, Laura Cano-Aroca, Rodrigo Lombraña, Gonzalo Herranz, Alessandra Agresti & María Gómez. “Chromatin conformation regulates the coordination between DNA replication and transcription”. Nature Communications. DOI: 10.1038/s41467-018-03539-8