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Explican cómo la radiación UV provoca el suicidio de las células
El mecanismo que lo hace posible también está vinculado con procesos como el aprendizaje
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¿Por qué un ser humano es tan diferente de un gusano, si los humanos no tenemos un número mucho mayor de genes?
Se sabe desde hace unos veinte años que un gen puede producir diversas proteínas, a veces con funciones opuestas. Ahora, un equipo de investigadores de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la UBA (FCEN) y del Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias del Conicet (Ifibyne) acaba de desentrañar algunos mecanismos que regulan ese proceso. Es más, los científicos lograron explicar por qué se produce la proteína precisa en el momento justo. Los resultados acaban de publicarse en las revistas Proceedings of the National Academy of Science ( PNAS ) y en Cell .
Se trata de dos mecanismos diferentes que regulan este proceso cuyo nombre científico es "splicing alternativo". Para que un gen pueda dar lugar a diversas proteínas, necesita que la enzima ARN polimerasa fabrique un molde (ARN mensajero) con forma de cadena, de la cual algunos fragmentos son enlazados y otros, descartados. Precisamente, splice significa cortar y pegar.
El equipo que lidera el doctor Alberto Kornblihtt, investigador del Conicet y profesor de la FCEN, descubrió hace unos años que parte de la clave estaba en la velocidad con que la polimerasa hacía su tarea: según fuera más rápida o más lenta, el resultado era una proteína diferente.
Pero ¿qué señal externa podría afectar la velocidad de la polimerasa? "Demostramos que la radiación ultravioleta, al dañar el ADN de la célula, produce cambios en la polimerasa que a su vez influyen en el splicing alternativo de un porcentaje de genes", explica Kornblihtt.
"[Para probarlo] tomamos algunos genes que pueden sintetizar dos proteínas, una que favorece y otra que previene la muerte celular", relata Manuel Muñoz, becario del Conicet y primer autor del trabajo publicado en Cell , una de las dos revistas más citadas de todas las disciplinas científicas. Y subraya: "Cuando las células son sometidas a radiación ultravioleta, se fabrica en mayor proporción la proteína que favorece la apoptosis, o muerte celular programada". Esta proteína se produce debido a que, al estar dañado el ADN de la célula por la radiación UV, se desata una serie de cambios que afectan la composición de la polimerasa y la hacen más lenta.
Ante el daño al ADN, la célula puede tomar diversos caminos: detener su división hasta reparar el daño (para evitar multiplicarlo), morir en forma ordenada o hacer como si nada hubiera ocurrido y multiplicar sus mutaciones. Esto último puede llevar al cáncer.
Los resultados obtenidos por Muñoz revelaron la importancia de la regulación del splicing alternativo en el proceso de muerte celular.
"La conclusión -destaca Kornblihtt- es que la radiación UV afecta el splicing alternativo de estos genes y favorece la apoptosis. Si la célula fue dañada, para el organismo es mejor que muera a que se multiplique y propague las mutaciones provocadas por la luz UV que puedan causar cáncer". Bajo la dirección del grupo argentino colaboraron investigadores de Francia, España y EE.UU.
Neuronas y memoria
Dado que el splicing alternativo también está involucrado en importantes procesos fisiológicos del sistema nervioso, los investigadores se abocaron a indagar los mecanismos que operan en las neuronas y que favorecen la producción de una proteína que se vincula con la memoria y el aprendizaje.
"Estudiamos un gen que, por splicing, da lugar a dos proteínas diferentes: una de ellas, de peso molecular menor, se encuentra en neuronas jóvenes; la otra, más pesada, se halla en neuronas maduras", explica Ignacio Schor, becario del Conicet y primer autor del trabajo publicado en PNAS .
Schor explica: "Al inducir un cambio en la actividad eléctrica de las neuronas se produce una modificación en el núcleo, en la estructura de la cromatina (el conjunto formado por ADN y proteínas que se encuentra enrollado en el núcleo celular). Cuando la cromatina está compacta, dificulta el avance de la polimerasa a lo largo del gen, que hace su tarea en forma más lenta. Cuando está más floja, la polimerasa aumenta su velocidad.
"El cambio de potencial eléctrico en las neuronas hace que su cromatina se vuelva más laxa y la polimerasa aumente su velocidad. Esto, a su vez, favorece la producción de la proteína de menor peso molecular, característica de las neuronas jóvenes."
Lo interesante es que la proteína que se encuentra en las neuronas jóvenes también se produce en neuronas maduras en situaciones de memoria y aprendizaje.
A pesar de que los investigadores desentrañaron procesos clave para la vida que se producen en el interior de las células, prefieren ser cautos a la hora de aventurar posibles aplicaciones.
