Cómo una enzima desempeña un papel clave en la copia de genes
(NC&T) La investigación examinó el papel de una enzima llamada helicasa, que desempeña un papel importante en la separación de las hebras de ADN de manera que la replicación de una de ellas pueda tener lugar.
Se sabía que las helicasas se enlazan al área de una doble hélice donde las dos hebras se separan, como los extremos libres de dos trozos de hilo enrollados. El área ahorquillada se abre y se cierra muy rápidamente. Pero los científicos han debatido mucho acerca de si las helicasas separan de manera activa las dos hebras en la horquilla o si esperan pasivamente a que la horquilla se ensanche por otra vía.
La nueva investigación ha desvelado que la helicasa aparenta ejercer activamente una fuerza sobre la horquilla y separar las dos hebras.
Los defectos en las helicasas están asociados con muchas enfermedades humanas, desde la predisposición al cáncer, hasta el envejecimiento prematuro. Las helicasas están involucradas en prácticamente todos los procesos metabólicos del ADN y el ARN.
 | | La simulación muestra una doble hélice de ADN -verde y púrpura-, siendo separada por un enzima helicasa -amarilla-. (Foto: Chris Pelkie y Daniel Ripoll/Cornell Theory Center) |
Los autores del nuevo estudio hicieron su descubrimiento al fijar un extremo de una de las hebras de la doble hélice a la superficie de un cubreobjetos de un microscopio. El extremo de la otra hebra fue fijado a una bolita plástica microscópica. Entonces proyectaron un haz láser a la bolita. Este artificio permitió medir la posición y fuerza en la bola, constituyendo un sensor muy preciso del movimiento de la helicasa. A medida que la helicasa se adentraba en la horquilla y la doble hélice se desenrollaba, la tensión entre las dos hebras disminuía. Utilizando modelos estadísticos mecánicos, pudieron compararse entonces las mediciones reales del movimiento con predicciones basadas en ambos escenarios, el activo y el pasivo, comprobándose la validez del primero.
Aunque las helicasas actúan con suma rapidez dentro de las células, en los experimentos de laboratorio el proceso es mucho más lento. Los investigadores creen que las helicasas trabajan junto a otras enzimas, donde proteínas adicionales ayudan a la helicasa a desestabilizar el empalme de la horquilla.
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