Cuando nos referimos a la estructura del ADN, sin duda que la primera imagen en que pensamos es en la icónica doble hélice, la estructura en forma de escalera torsionada que contiene nuestro código genético, miles de millones de instrucciones que determinan con precisión todas las características de nuestros cuerpos.

Pero esas instrucciones no sólo provienen del contenido del ADN, sino también de su estructura. La forma en que el ADN se pliega dentro de las células, cambia la forma en que es interpretado el código, lo que podría explicar cómo surgen los diferentes tejidos y órganos.

Aunque previamente se han detectado estructuras diferentes a la doble hélice en muestras de laboratorio, no se tenía certeza de si existían de forma natural o no. Ahora, un equipo de investigadores australianos ha encontrado una de estas formas inusuales en células vivas por primera vez.

Esta misteriosa forma de ADN ha sido denominada como motivo intercalado (i-motif) y se ha descrito como un “nudo retorcido” porque, a diferencia de la doble hélice tejida con elegancia, esta estructura parece una maraña de código genético de cuatro hebras.

Aunque su existencia había sido teorizada a finales del siglo XX, muchos científicos estaban convencidos de que el i-motif no podría existir en las células humanas vivas debido a su afinidad por los ambientes ácidos.

Para encontrar la estructura i-motif en las células vivas, los investigadores del Instituto Garvan de Investigación Médica desarrollaron una nueva herramienta. El ingrediente activo es un fragmento de una molécula de anticuerpo que está específicamente diseñado para reconocer sólo los i-motifs y adherirse a ellos.

Básicamente, la herramienta ignora las secciones de ADN en su forma habitual de doble hélice, así como otras estructuras. Una vez que el fragmento de anticuerpo se une a los nudos de i-motif, muestra una fluorescencia verde para indicarles a los investigadores exactamente dónde y cuándo se estaban formando la curiosa estructura.

Ilustración 3D de la nueva estructura descubierta Illustration: Zeraati et al., Nat Chem, 2018

Los investigadores dicen que la naturaleza transitoria de los i-motifs puede ayudar a explicar por qué no se detectaron antes. El equipo descubrió que se forman con mayor frecuencia durante la última fase G1 del ciclo de vida de una célula, cuando se lee el ADN.

Además, han identificado dónde se forman: al ser detectados en regiones “promotoras”, que controlan el encendido y apagado de genes, así como en los telómeros, las capas protectoras en los extremos de los cromosomas que desempeñan un papel clave en el proceso de envejecimiento.

Indudablemente que estos hallazgos son de gran significado y dan origen a un tumulto de interrogantes en cuanto a su funcionamiento, implicaciones e impacto que pueden tener en el genoma humano. Por ahora los investigadores especulan que podría desempeñar un papel importante en la regulación de nuestros genes y función celular.

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Al respecto el profesor Marcel Dinger, afiliado al Centro de Genómica Clínica Kinghorn y coautor del estudio, comentó:

Es emocionante descubrir una forma completamente nueva de ADN en las células, y estos hallazgos establecerán el escenario para comprender esta nueva forma de ADN y si tendrá un impacto en salud y enfermedad.

Los autores de la investigación señalan que serán necesarios futuros estudios de la estructura de ADN i-motif para determinar exactamente cuál es su función, y resaltan que esta investigación sienta las bases para observar la curiosa estructura, lo cual es un paso importante para desbloquear sus misterios, recordándonos que nuestra composición genética es en realidad mucho más compleja de lo que imaginamos.

Referencia: I-motif DNA structures are formed in the nuclei of human cells. Nature Chemistry, 2018. doi:10.1038/s41557-018-0046-3