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Los investigadores descubrieron los mecanismos bioquímicos que protegen nuestro material genético.

 

El Nobel de Química de 2015 ha sido otorgado conjuntamente a Tomas Lindahl del Francis Crick Institute y el Clare Hall Laboratory; a Paul Modrich de la Duke University School of Medicine; y a Aziz Sancar de la University of North Carolina School of Medicine por su estudios de la reparación del ADN.

 

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Los ganadores de este año arrojaron luz sobre los mecanismos bioquímicos de las tres formas principales de reparación del ADN: Lindahl, la escisión de bases dañadas; Modrich, arreglando las bases que no coinciden; y Sancar, quitando los nucleótidos dañados.

 

Nuestro material genético se daña continuamente. “En una estimación grosso modo, hay unas 10000 lesiones del ADN al día en cada célula,” dice Thomas Carell, que estudia la reparación del ADN en la universidad Ludwig Maximilian de Munich. Cada vez que el ADN se replica, hay una probabilidad de que una base errónea se inserte en un punto crucial del ADN. A su vez, distintas sustancias químicas o la radiación ultravioleta pueden dañar estas bases del ADN.

 

“No sería posible que la vida se base en una molécula tan frágil como es el ADN si no existieran mecanismos sofisticados que mantuvieran todo en orden.” dice Carell. Si estos errores no se corrigieran, podrían dar lugar a diversos cánceres u otras enfermedades. “La reparación del ADN es muy importante para la estabilidad del genoma y por tanto para la vida.”

 

Lindahl, Modrich y Sancar descubrieron cómo el cuerpo tiene tres formas distintas de reparar el ADN: escindiendo las bases dañadas, quitando los nucleótidos dañados y arreglando las pares de bases que no coinciden.

 

“Es cierto que hay otras formas diferentes de reparación del ADN, pero el hallazgo de estas tres formas únicas de reparación nos enseñó que la química era el centro de su descubrimiento”, dice Sheila S. David, que estudia la reparación del ADN en la Universidad de California.

 

Lindahl se dio cuenta de que la citosina pierde normalmente un grupo amino de forma espontánea para convertirse en uracilo. Identificó una enzima que retiraba este uracilo colocado de forma errónea. Más adelante descubrió una segunda enzima que extirpaba la adenina dañada. Resultó que estos ejemplos sólo son dos de una gran familia de proteínas relacionadas con lo que se denomina reparación de bases mediante extirpación.

 

Sancar investigó el proceso mediante el cual las células reparan el daño causado por radiación ultravioleta. En las bacterias, esta reparación corre a cargo de enzimas fotoliasa, que usan la luz para reparar daños del ADN causados por la radiación ultravioleta. Más tarde Sancar descubriría un sistema “oscuro” que repara el ADN sin luz. En dicho sistema, una enzima escinucleasa que corta por lo sano, quitando una cadena de unos 12 nucleótidos, mientras otras enzimas pasan a rellenar el hueco que queda.

 

Modrich dilucidó cómo las células reparan las bases del ADN que no coinciden. Esta es sin duda la forma más habitual de dañar el ADN. Modrich descubrió que las bacterias emplean una enzima llamada Dam metilasa para marcar el ADN dañado con grupos metilo, que después guían a una enzima de restricción que recorta las bases defectuosas. En 1989 reunió todos los ingredientes necesarios para reparar ADN dañado de bacterias en un sistema in vitro. En 2004 produjo un sistema similar para reparar ADN humano, que no está controlado por metilación de ADN.

 

“Los tres científicos premiados por el comité del Nobel son pioneros que se dieron cuenta de la vulnerabilidad química del ADN y descubrieron las principales vías moleculares que reparan los daños más comunes que se producen.” explica Chuan He, que estudia la reparación del ADN en la universidad de Chicago.

 

Su trabajo inspiró a científicos más jóvenes. Cuando era aún estudiante, Brandt F. Eichman, que ahora investiga la reparación del ADN en Vanderbilt University, estaba estudiando daños en el ADN creados por agentes de entrecruzamiento. “Me empujaba e inspiraba el trabajo hasta tal punto que trabajaba por las noches en proyectos secundarios para determinar estructuras de ADN con desajustes de uracilo”, dice “La belleza de la mecánica bioquímica en sus laboratorios era casi infecciosa.”

 

Artículo original publicado por Celia Henry Arnaud en C&EN
Copyright © 2015, por la American Chemical Society. Todos los
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Estudié Física y trabajo en educación en STEM. Colaboro en @Principia_io, @pintofscienceES y @elbuscalibros

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