SE DESCUBRE UNA NUEVA ENCIMA CAPAZ DE REPLICAR CADENAS DE ADN DAÑADAS.

Un estudio internacional liderado por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha descubierto una nueva enzima humana capaz de replicar cadenas de ADN dañadas. Según este trabajo esta nueva ADN polimerasa, denominada PrimPol, podría haber jugado un papel crucial en la evolución de los genomas y en la diversificación de la vida en nuestro planeta.El ADN de cada una de nuestras células codifica nuestros genes, y es a la vez el manual de instrucciones que define las alternativas de expresión asociadas a la diferenciación celular de nuestros tejidos. Las ADN polimerasas son las enzimas encargadas de sintetizar el ADN, no solo haciendo réplicas del mismo, sino también llevando a cabo las reparaciones necesarias para el correcto mantenimiento de la información.“La característica más valiosa de estas enzimas es su fidelidad de copia. Sin embargo, disponer de un molde intacto del ADN para su copia no es siempre posible, ya sea por defectos de las maquinarias de reparación, o por la intensidad del daño genotóxico que acaba alterando el código e incluso produce roturas de cadena. Para hacer frente a ese problema, existe un grupo de enzimas especializadas que copian y toleran diversos desperfectos en el ADN. PrimPol es probablemente la ADN polimerasa de traslesión humana más antigua y la primera capaz de iniciar la síntesis de nuevas cadenas a partir de unidades de deoxinucleótidos”, explica el investigador del CSIC Luis Blanco, del Centro de Biología Molecular Severo Ochoa, centro mixto del CSIC y la Universidad Autónoma de Madrid.Según este estudio, la copia de cadenas de ADN dañadas conlleva la introducción de mutaciones que podrían tener un impacto en el envejecimiento de las células, pero que también desempeña un papel crucial en la evolución de los genomas y en la diversificación de la vida en la Tierra.“Esta nueva DNA polimerasa humana, que está presente tanto en el núcleo como en las mitocondrias de nuestras células, probablemente surgió durante la evolución como una de las primeras soluciones a la necesidad de replicar nuestro DNA en entornos de daño metabólico, como ocurre en el interior de la mitocondria”, añade Blanco.Mediante análisis realizados en células humanas y murinas, los investigadores han visto que el silenciamiento o eliminación de PrimPol afecta a la replicación del ADN mitocondrial, lo que sugiere que existen mutaciones en PrimPol que pueden estar relacionadas con mitocondriopatías humanas.

1:ADN POLIMERASA:

La ADN polimerasa es una enzima que cataliza la síntesis de ADN a partir de desoxirribonucleótidos y de una molécula de ADN plantilla o molde. Tras la acción de la ADN polimerasa I y una vez que se han eliminado y añadido alrededor de unas 10 bases, interviene la enzima ADN ligasa, que une los extremos libres del fragmento recién formado con el resto de la cadena, recuperando así el ADN su estructura normal La propiedad de las ADN polimerasas para replicar hebras de ADN se utiliza para la reacción en cadena de la polimerasa, conocida como PCR por sus siglas en inglés, para obtener un gran número de copias de un fragmento de ADN particular, amplificándolo para propósitos de investigación.

La enzima que cataliza el ensamblaje de los trifosfatos de desoxirribonucleósido en el ADN, sirviendo como patrón una cadena simple de ADN. Constituye la piedra angular de la reacción de la polimerasa en cadena (PCR) que se utiliza para amplificar el ADN . Existen varios tipos:- la ADN-polimerasa dirigida por ADN- la ADN-polimeras dirigida por ARN o ARN-nucleotidiltransferesa- la transcriptasa reversa

2:ADN REPARADOR:El ADN de cada una de nuestras células codifica nuestros genes, y es a la vez el manual de instrucciones que define las alternativas de expresión asociadas a la diferenciación celular de nuestros tejidos. Las ADN polimerasas son las enzimas encargadas de sintetizar el ADN, no solo haciendo réplicas del mismo, sino también llevando a cabo las reparaciones necesarias para el correcto mantenimiento de la información.

3:LA MARAVILLOSA PRIMPOL:Un estudio internacional liderado por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas  ha descubierto una nueva enzima humana capaz de replicar cadenas de ADN dañadas.
 Según este trabajo, publicado en el último número de Molecular Cell, esta nueva ADN polimerasa, denominada PrimPol, podría haber jugado un papel crucial en la evolución de los genomas y en la diversificación de la vida en nuestro planeta

4:ADN DAÑASAS E INMEDIATAMENTE REPARADAS:Un estudio internacional liderado por investigadores españoles que participan en el Programa de Actividades de I+D financiadas por la Comunidad de Madrid, ha descubierto una nueva enzima humana, llamada Prim-Pol, capaz de replicar cadenas de ADN dañadas, y que podría haber jugado un papel crucial en la evolución de los genomas y en la diversificación de la vida en nuestro planeta.PrimPol en una enzima evolutivamente muy antigua, existiendo proteínas similares en las arqueobacterias, una de las primeras formas de vida que habitaron el planeta.  

La adaptación a sintetizar ADN en condiciones ambientales que favorecen daño implica la introducción de mutaciones, lo que podría haber desempeñado un papel crucial en la evolución de los genomas, además de tener un impacto sobre el envejecimiento de las células y el desarrollo del cáncer

5:GRACIAS AL  ADN,  1000 NEUCLOTOIDES POR SEGUNDO:Las ADN polimerasas son enzimas polimerasas (celulares o virales) que intervienen en el proceso de replicación del ADN. Llevan a cabo la síntesis de la nueva cadena de ADN emparejando los desoxirribonucleótidos trifosfato (dNTP) con los desoxirribonucleótidos complementarios correspondientes del ADN molde. Los dNTP que se usan en la replicación del ADN contienen tres fosfatos unidos al grupo hidroxilo 5' de la desoxirribosa y dependiendo de la base nitrogenada serán dATP, dTTP, dCTP o dGTP. La reacción fundamental es una transferencia de un grupo fosfato en la que el grupo 3'-OH actúa como nucleófilo en el extremo 3' de la cadena que está en crecimiento. El ataque nucleofílico se produce sobre el fosfato α (el más próximo a la desoxirribosa) del desoxirribonucleósido 5' trifosfato que entra, liberándose pirofosfato inorgánico y alargándose el ADN (al formarse un nuevo enlace fosfodiéster). A diferencia de la mayoría de procesos biológicos que ocurren en la célula en los que sólo se separa un grupo fosfato (Pi), durante la replicación se separan los dos últimos grupos fosfato, en forma de grupo pirofosfato (PPi)...Este proceso se puede resumir en una ecuación química:(DNA)n + dNTP ↔ (DNA)n+1 + PPi A pesar de que la ADN polimerasa sólo tiene un sitio activo para emparejar los cuatro dNTPs diferentes, la unión correcta de los pares de bases A:T, C:G es posible basándose en la geometría de éstos: si la unión es incorrecta se produce un desplazamiento del fosfato α haciendo más difícil su unión al extremo 3'-OH y ralentizando así el ritmo de catálisis, lo que da lugar a que la ADN polimerasa añada preferentemente las bases correctas.Las ADN polimerasas pueden añadir hasta 1000 nucleótidos por segundo. Esto es debido a su naturaleza, es decir, el número de nucleótidos que son capaces de añadir cada vez que se asocian al molde de ADN que van a copiar. Dado que la adición de los nucleótidos es un proceso que dura unos milisegundos, la velocidad de catálisis va a depender del tiempo que la ADN polimerasa permanece unida al ADN, esto es, de su procesividad. Función correctora exonucleasa 3' → 5' de las ADN polimerasas.El crecimiento de la cadena se produce en dirección 5' → 3', ya que se requiere de un grupo 3'-OH libre para el inicio de la síntesis puesto que éste es el que realiza el ataque nucleofílico sobre el fosfato α del dNTP, de forma que las ADN polimerasas requieren de un iniciador 3'-OH (que puede ser de ADN o ARN) llamado cebador que es sintetizado por la ARN primasa. El extremo 3' del cebador se denomina extremo cebador.

 Las ADN polimerasas también realizan otras funciones durante el proceso de replicación. Además de participar en la elongación, desempeñan una función correctora y reparadora gracias a su actividad exonucleasa 3', que les confiere la capacidad de degradar el ADN partiendo de un extremo de éste. Es importante que existan estos mecanismos de corrección ya que de lo contrario los errores producidos durante la copia del ADN darían lugar a mutaciones. Despues de saber esto, los científicos descubren que  es capaz de replicar cadenas de ADN dañadas.

REFLEXION: Pienso que el trabajo que realizan los cientificos es muy importante ya que gracias a ellos se descubre el maravilloso mundo de la quimica y la fisica, destacandolos en todos los sentidos y dandolos a conocer para que nosotros, la gente del comun no ignoremos cosas como el descubrimiento planteado anteriormente. para mi y para el mundo es importante conocer muy bien todo los que nos rodea.

GLOSARIO:

• mutaciones: La mutación en genética y biología, es una alteración o cambio en la información genética (genotipo) de un ser vivo (muchas veces por contacto con mutágenos) y que, por lo tanto, va a producir un cambio de características de éste, que se presenta súbita y espontáneamente, y que se puede heredar o transmitir a la descendencia. Este cambio va a estar presente en una pequeña proporción de la población (variante) o del organismo (mutación). La unidad genética capaz de mutar es el gen que es la unidad de información hereditaria que forma parte del ADN. En los seres multicelulares, las mutaciones sólo pueden ser heredadas cuando afectan a las células reproductivas. Una consecuencia de las mutaciones puede ser una enfermedad genética, sin embargo, aunque en el corto plazo puede parecer perjudiciales, a largo plazo las mutaciones son esenciales para nuestra existencia. Sin mutación no habría cambio y sin cambio la vida no podría evolucionar 

• nucleofílico: En química un nucleófilo (amante de núcleos) es una especie que reacciona cediendo un par de electrones libres a otra especie (el electrófilo), combinándose y enlazándose covalentemente con ella. Un nucleófilo, concepto cinético, es también por definición una base de Lewis, concepto termodinámico. Un nucleófilo puede ser un anión o una molécula neutra con un par de electrones libres.Los nucleofilos ambidentados son aquellos que tienen dos posibles centros de reacción. Por ejemplo el tiocianato

• desoxirribonucleótidos:Los desoxirribonucleótidos son los monómeros que constituyen el ADN. Y poseen la misma estructura que los nucleótidos:una base nitrogenada (un compuesto cíclico con átomos de nitrógeno)un grupo fosfatouna pentosa (monosacárido de cinco carbonos), en este caso la desoxirribosa.La gran diferencia entre un ribonucleótido y un desoxirribonucleótido se encuentra en la molécula de azúcar (ribosa y desoxirribosa, respectivamente).
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•  ligasa: En bioquímica, ligasa (del latín lig(āre) “juntar”, “unir”) son aquellas enzimas que catalizan la unión de dos moléculas a partir de la formación de enlaces covalentes acompañado por la hidrolisis del ATP.

• trifosfatos:El trifosfato de adenosina (adenosín trifosfato, del inglés Adenosine TriPhosphate) es un nucleótido fundamental en la obtención de energía celular. Está formado por una base nitrogenada (adenina) unida al carbono 1 de un azúcar de tipo pentosa, la ribosa, que en su carbono 5 tiene enlazados tres grupos fosfato. Se produce durante la fotorrespiración y la respiración celular, y es consumido por muchas enzimas en la catálisis de numerosos procesos químicos. Su fórmula molecular es C10H16N5O13P3.

• polimerasa:La polimerasa es una enzima capaz de transcribir o replicar ácidos nucleicos. Resultan cruciales en la división celular (ADN polimerasa) y en la transcripción del ADN (ARN polimerasa). La ADN polimerasa es el enzima que lleva a cabo la reacción en cadena de la polimerasa (PCR), una técnica que ha desempeñado un papel esencial en el desarrollo de la genética.

• nucleotidiltransferesa: Nucleotidiltransferasas son transferasa enzimas de grupos que contienen fósforo, por ejemplo, sustituyentes de ácidos nucleotidylic o simplemente monofosfatos de nucleósidos . La reacción general de la transferencia de un resto de nucleósido monofosfato de A a B, se puede escribir como:A- PN + B \ rightleftharpoonsA + B- PN Por ejemplo, en el caso de polimerasas, A es pirofosfato y B es el polinucleótido naciente. Se clasifican en virtud de la CE .

• réplicas:Una réplica es una obra artística que reproduce la original con exactitud. Las réplicas se utilizan con propósitos didácticos en los museos para reemplazar obras que por su fragilidad, posible deterioro u otras razones, no pueden ser expuestas. Las réplicas ofrecen una gran oportunidad para difundir el arte, acercando al público copias idénticas a las originales, obras que por diversas razones están reservadas a un círculo reducido de especialistas. Para la elaboración de las réplicas se recurre a expertos de diferentes especialidades, y se utilizan complejas tecnologías, como los rayos X, el láser o la informática.

• genomas:El genoma es el conjunto de genes contenidos en los cromosomas,1 lo que puede interpretarse como la totalidad de la información genética que posee un organismo o una especie en particular. El genoma en los seres eucarióticos comprende el ADN contenido en el núcleo, organizado en cromosomas, y el genoma de orgánulos celulares como las mitocondrias y los plastos; en los seres procarióticos comprende el ADN de su nucleoide. El término fue acuñado en 1920 por Hans Winkler, profesor de Botánica en la Universidad de Hamburgo, Alemania, como un acrónimo de las palabras 'gene' y 'cromosoma' Los organismos diploides tienen dos copias del genoma en sus células, debido a la presencia de pares de cromosomas homólogos. Los organismos o células haploides solo continenen una copia. También existen organismos poliploides, con grupos de cromosomas homólogos.La secuenciación del genoma de una especie no analiza la diversidad genética o el polimorfismo de los genes. Para estudiar las variaciones de un gen se requiere la comparación entre individuos mediante el genotipado.

• exonucleasa: Las exonucleasas son enzimas que funcionan escindiendo nucleótidos uno a uno a partir del extremo terminal (exo) de una cadena polinucleotídica. Estas enzimas catalizan una reacción de hidrólisis que rompe los enlaces fosfodiester ya sea en el extremo 3' o 5'. Se encuentran estrechamente relacionadas a las endonucleasas, las cuales rompen los enlaces fosfodiester en el medio (endo) de la cadena polinucleotídica. Tanto los eucariotas como los procariotas poseen tres tipos de exonucleasas involucradas en la maduración normal del ARNm: la 5' a 3' exonucleasa, la 3' a 5' exonucleasa, que es una proteína independiente y la exonucleasa 3' a 5' específica de poli A.1 2Tanto en arqueobacterias como en eucariotas, una de las principales rutas de degradación del ARN es llevada a cabo por el complejo exosoma un complejo multiproteico que consiste a grandes razgos en un gran número de exorribonucleasas

 MUCHAS GRACIAS.