Esta singular topología facilitaría el reconocimiento y la estabilidad de los centrómeros durante la duplicación de los cromosomas en la reproducción celular.
El hallazgo se publica en la revista "Cell Reports".
Prácticamente todos los organismos vivos sobre la Tierra tienen cromosomas, en los que las largas moléculas de ADN se compactan superenrollandose sobre si mismas con la ayuda de proteinas. En las células eucariotas, este enrollamiento es generalmente en sentido "levógiro", es decir, hacia la izquierda, y da lugar a unas estructuras periodicas denominadas nucleosomas.
Ahora, un trabajo experimental realizado por el laboratorio de Topología del DNA del Instituto de Biología Molecular de Barcelona del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha mostrado que el centrómero, una parte central de los cromosomas, rompe esa regla: tal como han podido ver en cromosomas de levadura, los centromeros cambian el sentido del enrollamiento del ADN a "dextrogiro", es decir, hacia la derecha. Esta singular topología del ADN en el centrómero rompe así la típica pauta de enrollamiento hacia la izquierda que se da en los cromosomas..
Esencial en la reproducción de las células
El centrómero es una pieza esencial de los cromosomas que permite la correcta reproducción celular. Cuando una célula se duplica, lo hace también su juego de cromosomas. Para ello, cada cromosoma se replica y da lugar a un par de copias. Entonces, cada copia se orienta para que, cuando llegue el momento, una copia sea arrastrada hacia un polo de la célula (que se convertirá en una célula) y la otra hacia el polo opuesto (que resultará en otra célula). El centrómero es la región de los cromosomas que permite el correcto apareamiento y orientación de las copias, y es el punto a partir del cual se arrastran los cromosomas hacia polos opuestos.
Creemos, dice Joaquim Roca, investigador del CSIC y director del trabajo, que “el cambio de giro en el centrómero genera una estructura completamente diferente que puede servir para orientar con precisión las dos copias de cada cromosoma antes de dividirse. Además, el enrollamiento del ADN hacia la derecha hace que sea una estructura más compacta y da estabilidad a esa región del cromosoma.”
Joaquim Roca, añade que la estructura de los centrómeros ha sido objeto de investigación y controversia durante décadas. Curiosamente, los centrómeros son muy diferentes entre distintas especies: tanto en la longitud y secuencias del ADN, como en su posición y morfología. Y sólo pequeños cambios en su composición proteica distinguen a los centrómeros de otras regiones de los cromosomas. Por lo tanto, “debe existir una propiedad estructural exclusiva y común en todos los centrómeros. que les permite fijar la orientación bipolar de los cromosomas y reaccionar selectivamente para arrastrarlos hacia el lugar adecuado. El enrollamiento del ADN hacia la derecha podría ser esa característica común de los centrómeros", concluye 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