Resuelven el misterio de la repetición de dos letras en el genoma

Científicos del Instituto de Investigación Biomédica (IRB Barcelona) asocian la extraña periodicidad de los pares de bases de adeninas (A) y timinas (T) a los procesos de daño y reparación del ADN.

ADN.

Desde que fue secuenciado el primer genoma del ser humano y otras especies a principios de este siglo, varios investigadores ya advirtieron que se repetía un fenómeno: los pares de bases de adeninas (A) y timinas (T) –por así decir, dos de las cuatro letras con las que está escrito el manual de instrucciones del ADN– mostraban una periodicidad bien definida. En concreto, la proporción de parejas A/T era mayor cada 10 pares de bases.

También te puede interesar:

Esto puede sonar como un detalle muy técnico al profano en la materia, pero no hay que subestimar su importancia, porque dicho patrón se ha asociado a la manera cómo el ADN se envuelve alrededor de los nucleosomas, nombre que recibe la estructura de compactación más sencilla del material genético, en torno a unas proteínas llamadas histonas. Es decir, afectaría a la propia naturaleza del ADN, a su ”empaquetamiento”. Hasta ahora, la opinión común era pensar que la selección natural había favorecido las bases de A/T porque permite a la estructura de ADN plegarse con más facilidad.

Un equipo dirigido por Núria López-Bigas, jefa del laboratorio de Genómica Biomédica en el Instituto de Investigación Biomédica (IRB Barcelona), ha indagado un poco más en la razón para que eso ocurra así y han encontrado una respuesta alternativa: los procesos de daño y reparación en el ADN podrían tener un papel en esa misteriosa periodicidad de secuencia de los genomas. Su estudio ha sido publicado en la revista Cell

Mutaciones a ritmo constante

Tras analizar la distribución de las mutaciones en más de 3.000 tumores humanos, el equipo de López-Bigas observó que se acumulan también con un ritmo de 10 pares de bases en el ADN. A continuación, examinaron las mutaciones que se heredan de una generación a otra tanto en humanos como en plantas y detectaron la misma periodicidad.

Según los científicos del IRB Barcelona, como la mayoría de mutaciones que recibimos son citosinas (C) –otra base nitrogenada o letra del código genético– que se transforman en timinas (T), aquellas zonas del ADN más propensas a sufrir esas alteraciones a lo largo de millones de años abundan en parejas de bases A/T. Los científicos sometieron sus hipótesis a una simulación matemática, con resultados positivos.

La investigación de IRB Barcelona no solo nos ayuda a conocer mejor las particularidades de nuestro genoma, sino que también revela los procesos por los cuales los tumores adquieren mutaciones. Por eso, el hallazgo permitirá profundizar en la búsqueda de mutaciones relevantes para la aparición de procesos cancerígenos, otro campo en el que el grupo de López-Bigas es una referencia. 

Foto: Una molécula de ADN, formada por una doble hélice, rodea dos veces las proteínas histonas para formar los nucleosomas. Las zonas rosadas son las que están enriquecidas por pares de bases de adenina/timina (autora: Iris Joval Granollers).

Más información: Oriol Pich, Ferran Muiños, Radhakrishnan Sabarinathan, Iker Reyes-Salazar, Abel Gonzalez-Perez, Nuria Lopez-Bigas. “Somatic and germline Mutation periodicity follow the orientation of the DNA minor groove around nucleosomas”. Cell (2018) doi: 10.1016/j.cell.2018.10.004