Un equipo de investigadores del Centro de Biología Molecular Severo Ochoa (CBM, CSIC-UAM) ha identificado un sofisticado mecanismo celular que regula la duplicación del ADN, protegiendo a las células de errores genéticos potencialmente peligrosos. El hallazgo, publicado en la revista Nature Communications, aporta una comprensión más profunda de la replicación del material genético y podría abrir nuevas vías terapéuticas para tratar enfermedades como el cáncer.
Durante la división celular, el ADN debe copiarse con absoluta precisión para garantizar que la información genética se transmita sin errores a las células hijas. Sin embargo, este proceso, crucial para el desarrollo y mantenimiento del organismo, también representa un momento de alta vulnerabilidad, ya que errores en la copia pueden provocar mutaciones y enfermedades.
Una “grúa molecular” que controla el tráfico genético
El estudio ha revelado que la proteína VCP/p97 actúa como un controlador molecular que regula la actividad del complejo POLA/PRIM, esencial para la duplicación de una de las hebras del ADN conocida como hebra retardada. Esta proteína funciona de forma análoga a una grúa que retira vehículos averiados o mal estacionados, eliminando componentes celulares innecesarios o dañados.
“El complejo POLA/PRIM inicia la copia de fragmentos de ADN en la hebra retardada, pero un exceso de actividad puede sobrecargar el sistema”, explica el Dr. Emilio Lecona, líder de la investigación. “La proteína VCP/p97 detecta cuándo hay demasiadas unidades activas y las retira, ayudada por una señal química llamada ubiquitina, que marca las proteínas que deben ser eliminadas”.
Este proceso permite a la célula mantener un equilibrio durante la replicación, evitando la producción simultánea de demasiados fragmentos de Okazaki —las secciones cortas que se copian en la hebra retardada—, lo que podría activar mecanismos de alarma y frenar la división celular.
El estrés replicativo como sistema de vigilancia
Uno de los hallazgos más destacados del estudio es la relación entre este control molecular y el llamado estrés replicativo, un sistema de alarma celular que detecta problemas durante la duplicación del ADN. “Hemos demostrado que un exceso de fragmentos de Okazaki activa esta respuesta de alarma”, señala Lecona. “Esto ayuda a la célula a evitar un uso excesivo de recursos y asegura que la replicación ocurra de forma ordenada y segura”.
La investigación sugiere que las células cuentan el número de fragmentos de Okazaki a través del sistema de estrés replicativo y utilizan la proteína VCP/p97 para regular este proceso. Esto garantiza una replicación eficiente y previene la inestabilidad del genoma, un factor clave en el desarrollo de tumores.
Implicaciones para la lucha contra el cáncer
Más allá de su valor básico en biología celular, el estudio tiene implicaciones directas en oncología. Las células tumorales, debido a su alta inestabilidad genética, dependen fuertemente del sistema de respuesta al estrés replicativo y de la acción de VCP/p97 para sobrevivir.
“Este descubrimiento no solo mejora nuestro conocimiento sobre un proceso esencial para la vida, sino que también apunta a nuevas estrategias para optimizar el uso de fármacos que inhiben la respuesta al estrés replicativo, ya utilizados en el tratamiento del cáncer”, concluye el Dr. Lecona.
La investigación ha sido llevada a cabo por el equipo del Dr. Emilio Lecona en el CBM-CSIC/UAM, en colaboración con el grupo del Dr. Juan Méndez del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO).
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