Aquesta singular topologia facilitaria el reconeixement i l'estabilitat dels centròmers durant la duplicació dels cromosomes en la reproducció cel·lular. La troballa es publica a la revista "Cell Reports".
Pràcticament tots els organismes vius sobre la Terra tenen cromosomes, en els que les llargues molècules d'ADN es compacten superenrotllant-se sobre si mateixes amb l'ajuda de proteïnes. En les cèl·lules eucariotes (les que tenen nucli definit i que són les cèl·lules de tots els animals, plantes, fongs i protistes), aquest enrotllament és generalment en sentit "levogir", cap a l'esquerra, i dóna lloc a unes estructures periòdiques anomenades nucleosomes.
Ara, un treball experimental realitzat pel laboratori de Topologia del ADN de l'Institut de Biologia Molecular de Barcelona del Consell Superior d'Investigacions Científiques (CSIC) ha mostrat que el centròmer, una part central dels cromosomes, trenca aquesta regla: tal com han pogut veure en cromosomes de llevat, els centròmers canvien el sentit de l'enrotllament de l'ADN a "dextrogir", és a dir, cap a la dreta. Aquesta singular topologia del ADN en el centròmer trenca així la típica pauta d'enrotllament cap a l'esquerra que es dóna en els cromosomes.
Essencial en la reproducció de les cèl·lules
El centròmer és una peça essencial dels cromosomes que permet la correcta reproducció cel·lular. Quan una cèl·lula es duplica, ho fa també el seu joc de cromosomes. Per això, cada cromosoma es replica i dóna lloc a un parell de còpies. Llavors, cada còpia s'orienta perquè, quan arribi el moment, una còpia sigui arrossegada cap a un pol de la cèl·lula (que es convertirà en una cèl·lula) i l'altra cap al pol oposat (que resultarà en una altra cèl·lula). El centròmer és la regió dels cromosomes que permet el correcte aparellament i la orientació de les còpies, i és el punt a partir del qual s'arrosseguen els cromosomes cap als pols oposats.
Creiem, diu Joaquim Roca, investigador del CSIC i director del treball, que "el canvi de gir en el centròmer genera una estructura completament diferent que pot servir per orientar amb precisió les dues còpies de cada cromosoma abans de dividir-se. A més, l'enrotllament de l'ADN cap a la dreta fa que sigui una estructura més compacta i dóna estabilitat a aquesta regió del cromosoma."
Joaquim Roca, afegeix que l'estructura dels centròmers ha estat objecte d'investigació i controvèrsia durant dècades. Curiosament, els centròmers són molt diferents entre diferents espècies: tant en la longitud i seqüències de l'ADN, com en la seva posició i morfologia. I només petits canvis en la seva composició proteica distingeixen als centròmers d'altres regions dels cromosomes. Per tant, "hi ha d'haver una propietat estructural exclusiva i comuna en tots els centròmers, que els permet fixar l'orientació bipolar dels cromosomes i reaccionar selectivament per arrossegar-los cap al lloc adequat. L’enrotllament de l'ADN cap a la dreta podria ser aquesta característica comuna dels centròmers", conclou Roca.
Ofelia Díaz-Ingelmo, Belén Martínez-García, Joana Segura, Antonio Valdés and Joaquim Roca. DNA topology and global architecture of point centromeres. Cell Reports. DOI: 10.1016/j.celrep.2015.09.039