Científicos capturan el momento exacto en el que el ADN comienza a desenrollarse

Un equipo de investigadores de la Universidad de Ciencia y Tecnología Rey Abdullah (KAUST) de Arabia Saudí ha logrado observar el instante preciso en el que el ADN empieza a desenrollarse, un evento molecular clave para su replicación y para la codificación de la vida. El hallazgo, publicado en la revista Nature, proporciona una descripción detallada de los primeros pasos de este proceso fundamental.

El estudio, liderado por los laboratorios del profesor adjunto Alfredo De Biasio y del profesor Samir Hamdan, ha permitido identificar 15 estados atómicos que describen cómo la enzima helicasa, enzima que participa en el proceso de replicación de la molécula de ADN, fuerza el desenrollado del ADN. Utilizando criomicroscopía electrónica y técnicas de aprendizaje profundo, los científicos observaron la imagen más precisa hasta la fecha de este proceso.

Un mecanismo clave para la replicación del ADN

Desde que se descubrió la estructura de la doble hélice del ADN en 1953, los científicos han comprendido que para su replicación es necesario desenrollar y dividir la molécula en dos cadenas simples. Las helicasas desempeñan un papel crucial en este proceso: se unen al ADN, rompen los enlaces químicos que mantienen la doble hélice y separan las dos hebras para permitir la replicación por otras enzimas.

El estudio ha revelado que la helicasa no separa el ADN en un solo movimiento, sino que lo hace de forma progresiva a través de cambios conformacionales impulsados por ATP (trifosfato de adenosina). Esta molécula actúa como fuente de energía, impulsando los seis "pistones" de la helicasa para avanzar sobre el ADN y desenrollarlo paso a paso.

Uno de los descubrimientos más destacados del estudio es que dos helicasas pueden fundir el ADN en dos sitios simultáneamente, lo que optimiza el proceso de replicación con una eficiencia energética única. Este hallazgo no solo amplía la comprensión de la biología molecular, sino que también abre la puerta a nuevas aplicaciones en nanotecnología. "Las helicasas son modelos excepcionales de sistemas mecánicos energéticamente eficientes. Su estudio podría inspirar el diseño de nanomáquinas artificiales capaces de realizar tareas complejas con un consumo energético mínimo", señala De Biasio.

Este avance supone un hito en la investigación biomédica y podría tener importantes implicaciones en el desarrollo de nuevas tecnologías basadas en procesos biológicos, así como en la comprensión de enfermedades relacionadas con fallos en la replicación del ADN.

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