(NC&T)La investigación ha sido efectuada por un equipo de científicos de la Universidad de Washington, el Instituto de Investigación Scripps, la Universidad de Maryland y el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley.

La enzima, ADN ligasa, repara los millones de discontinuidades de ADN generadas durante la vida normal de la célula, por ejemplo, acoplando los abundantes fragmentos de ADN formados durante la copia del material genético en la división celular.

"Nuestro estudio muestra que la ADN ligasa cambia de una forma abierta, extendida, a una forma cerrada, circular, a medida que va uniendo las hebras del ADN", explica Tom Ellenberger, coautor del estudio, y director del Departamento de Bioquímica y Biofísica Molecular de la Escuela de Medicina de la Universidad de Washington en St. Louis.

El ADN es sorprendentemente reactivo bajo la embestida continua de toxinas ambientales y metabolitos celulares. La reparación del ADN dañado es vital para mantener la integridad del diseño genético.

Cuando estos procesos de reparación se desequilibran, las células pueden funcionar mal, morir o volverse cancerosas, por lo que es muy importante saber cómo los "mecánicos del ADN" hacen su trabajo. Las ADN ligasas son blancos atractivos para la quimioterapia del cáncer y otras enfermedades.

(En esta ilustración, la ADN ligasa, en color, rodea la doble hélice del ADN.) (Foto: WUSTL) La enzima opera coordinadamente con otra proteína de forma anular, conocida como Sliding Clamp (abrazadera deslizante). Las proteínas de este grupo, como por ejemplo la PCNA humana, actúan como reguladores maestros de la reparación de ADN, guiando a las enzimas correctoras al sitio dañado. "Creemos que cuando la ligasa se acopla a la PCNA y rodea al ADN, se eyectan otras proteínas reparadoras desde la PCNA", explica Ellenberger. En este caso, la ligasa sería el inspector de calidad que certifica que el ADN está listo para el paso final de unir los extremos. Para visualizar las complejas y dinámicas estructuras de la ADN ligasa y la PCNA, tanto individualmente como en asociación, Ellenberger y su grupo trabajaron en estrecha colaboración con científicos del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley. Los investigadores usaron una combinación de cristalografía de rayos X y dispersión de rayos X de pequeño ángulo (SAXS), valiéndose de un organismo modelo llamado Sulfolobus solfataricus que comparte muchas características bioquímicas de organismos multicelulares, incluyendo a los humanos. Los resultados de esta investigación muestran por primera vez cómo se ensamblan dinámicamente estas proteínas y cambian su forma para unir los extremos del ADN durante la copia y reparación.