El ADN no siempre adopta la forma de doble hélice asociada al código genético, también puede retorcerse y actuar como una enzima: la deoxirribozima. Una investigadora española y otros científicos del Instituto Max Planck de Biofísica Química, en Alemania, han conseguido la primera estructura tridimensional de esta biomolécula, que ha resultado ser mucho más flexible de lo que se pensaba.
Hace más de 20 años que los químicos habían logrado sintetizar la deoxirribozima, un ADN con capacidad enzimática, pero hasta la fecha no habían podido relacionar su actividad catalítica con la estructura tridimensional que las dota de esa función.
Ahora, científicos europeos del Instituto Max Planck de Biofísica Química en Gotinga (Alemania) lo han conseguido bombardeando a esta molécula con rayos X en el sincrotrón SLS de Suiza. Los resultados, publicados en la revista Nature, han permitido recrear por ordenador el aspecto cristalográfico que presenta esta ‘ADNzima’.
“Hemos determinado la primera estructura de una deoxirribozima, y por primera vez vemos que el ADN es capaz de adoptar formas tan complejas como lo hacen las enzimas proteicas o las denominadas ribozimas, un ARN con actividad catalítica”, destaca la científica española Almudena Ponce-Salvatierra, miembro del grupo europeo que ha logrado el avance.
Los investigadores han roto el paradigma de la supuesta rigidez del ADN –una especie de símbolo relacionado popularmente con la doble hélice de Watson y Crick–, al demostrar que esta molécula también puede adoptar complicadas estructuras tridimensionales y ser mucho más flexible de lo que se creía hasta ahora.
Visualizar la deoxirribozima 9DB1
Las deoxirribozimas son hebras sencillas de ADN que se sintetizan en el laboratorio para aprovechar su actividad catalítica. En concreto, los investigadores han logrado visualizar la estructura de una deoxirribozima denominada 9DB1, cuya hebra sintética de ADN cataliza la unión de otras dos hebras de ARN.
Según sus autores, este estudio ayuda a comprender mejor los fundamentos moleculares de las reacciones en las que actúan este tipo de moléculas.
“Las aplicaciones de las deoxirribozimas son muchas, desde catalizar la unión de dos fragmentos de ADN o ARN, hasta reparar alguno de sus componentes, como la timina”, explica Ponce-Salvatierra, quien adelanta que los ensayos clínicos para su uso en medicina ya están en marcha.
Las gafas y monitores 3D permiten apreciar mejor los detalles estructurales de la deoxirribozima. / A. Ponce-Salvatierra
Referencia bibliográfica:
Almudena Ponce-Salvatierra, Katarzyna Wawrzyniak-Turek, Ulrich Steuerwald, Claudia Höbartner, Vladimir Pena. “Crystal structure of a DNA catalyst”. Nature 529: 231–234, January 2016 (on line).
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