El ADN, la molécula que contiene la información genética de los seres vivos, se estructura en una doble hélice que normalmente se enrolla hacia la derecha. Sin embargo, un nuevo estudio ha demostrado que ciertos cambios químicos pueden modificar este giro, abriendo nuevas perspectivas en la investigación biomédica.
Un equipo internacional ha identificado que la introducción de un átomo de flúor en lugares clave de la cadena de azúcares del ADN puede inducir la formación de una estructura con giro a la izquierda, conocida como Z-ADN. Este descubrimiento podría ayudar a comprender mejor los mecanismos de regulación genética y el comportamiento de las células cancerosas frente al sistema inmunológico.
Un cambio químico con grandes implicaciones
Investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), la Universidad McGill en Canadá y el Institute for Research in Biomedicine (IRB Barcelona) han colaborado en esta investigación publicada en Nucleic Acids Research.
La estructura convencional del ADN, denominada hélice dextrógira, sigue el sentido de las agujas del reloj. Sin embargo, en ciertas circunstancias, algunas secuencias pueden adoptar la conformación levógira, formando lo que se conoce como Z-ADN. Este tipo de estructura ha sido objeto de interés en la biomedicina debido a su relación con procesos como la regulación de la expresión génica y la estabilidad genética.
Z-ADN y su papel en la biología celular
Aunque el Z-ADN se conoce desde hace tiempo, estudios recientes han demostrado su relevancia en la respuesta celular al daño y reparación del ADN. Además, ciertas proteínas que se unen específicamente a esta estructura han sido vinculadas con el cáncer y la inflamación.
Carlos González, investigador del CSIC en el Instituto de Química Física Blas Cabrera, explica que en condiciones normales el ADN aislado solo forma Z-ADN en presencia de concentraciones extremadamente altas de sal. Sin embargo, algunas proteínas pueden inducir su formación dentro de la célula en condiciones fisiológicas.
Cristina Cabrero, coprimera autora del estudio, señala que algunas de estas proteínas están involucradas en la regulación de la respuesta inmune en células cancerosas, lo que sugiere que el Z-ADN podría desempeñar un papel clave en la evasión del sistema inmunológico por parte de los tumores.
La modificación química que cambia el giro del ADN
El equipo de investigación ha trabajado con ADN modificado químicamente, conocido como Xeno Nucleic Acids o XNAs. Mediante la introducción de un átomo de flúor en posiciones clave de la cadena de azúcares del ADN, han podido inducir la formación de Z-ADN en condiciones fisiológicas.
Utilizando técnicas avanzadas como la resonancia magnética nuclear (RMN) y simulaciones computacionales, los investigadores comprobaron que esta modificación mínima tiene un efecto significativo en la estructura del ADN.
Aplicaciones y futuras investigaciones
Este hallazgo abre nuevas posibilidades para la investigación biomédica. González destaca que los XNA fluorados son reconocidos por proteínas que se unen al Z-ADN, lo que permite explorar su impacto en la actividad celular.
Además, el flúor es un elemento magnéticamente activo que puede detectarse fácilmente mediante técnicas de RMN, lo que facilita la identificación del ADN levógiro en células vivas.
El CSIC ha subrayado la importancia de las instalaciones del Laboratorio de RMN Manuel Rico, una Infraestructura Científica y Técnica Singular (ICTS), en el desarrollo de esta investigación. Los avances en este campo podrían proporcionar herramientas innovadoras para estudiar la regulación genética y desarrollar nuevas estrategias terapéuticas contra el cáncer y otras enfermedades.
