Como sabemos, el ácido desoxirribonucleico, mejor conocido como ADN, es la piedra angular para el desarrollo de todos los organismos vivos. Su estructura contiene la información genética que puede ofrecer las instrucciones tanto para el funcionamiento como para el desarrollo de los organismos.

Desde 1953, se ha tenido la misma imagen de este, es decir, su particular forma de doble hélice. Con esta, se presentan dos hebras que se enrollan entre sí y se interconectan a través de lo que se asemeja a hileras de columnas cilíndricas.

Hasta la fecha, se han logrado crear otras estructuras de ADN de forma artificial en tubos de ensayo. No obstante, nunca, hasta ahora, se habían podido detectar estas en células vivas. Por lo que no se había comprobado su existencia en estas. Pero, ahora, las cosas han cambiado.

Gracias a las investigaciones publicadas en la revista científica Nature Chemistry, el entendimiento del ADN y su construcción ha dado un paso al frente. Todo gracias a las investigaciones conjuntas de los equipos de la Universidad de Cambridge, del Imperial College de Londres y de la Universidad de Leed.

ADN G-quadruplex (G4)

El descubrimiento de estos equipos de investigación se ha relacionado con el llamado ADN quadruplex o G4. Este se trata de una presentación particular de la estructura del ADN en la que, en lugar de estar compuesto por un par de hélices, posee un cuarteto de estas.

Gracias a sus esfuerzos, han sido capaces de identificar su presencia en células humanas vivas. Un detalle que, hasta la fecha había sido imposible. Ya que anteriormente era necesario realizar procesos químicos demasiado fuertes o invasivos que terminaban por “matar” a la célula antes de que fuera posible detectar el G4 en ella. Como consecuencia, a pesar de haber sido avistado antes, no se había podido comprobar su origen natural, ni tampoco su actividad dentro de una célula viva.

¿Qué ha cambiado?

Las metodologías anteriormente utilizadas, como hemos dicho, eran altamente agresivas, por lo que dañaban a la célula. Asimismo, los químicos utilizados también eran tan fuertes como para hacer sus propias modificaciones del ADN antes de que este fuera estudiado.

“Los científicos necesitan sondas especiales para ver las moléculas dentro de las células vivas, sin embargo, estas sondas a veces pueden interactuar con el objeto que estamos tratando de ver”, explica el doctor Aleks Ponjavic, uno de los directores de la investigación.

Por este motivo, no era posible saber con exactitud si las G4 habían estado allí desde antes de la aplicación de los químicos con anticuerpos o moléculas “sonda”.

Ahora, los investigadores han desarrollado ahora un nuevo marcador fluorescente que ha sacado ese problema de la mesa. Gracias a esto, simplemente es necesario introducirlo en las células a examinar. De este modo, se puede ver luego cómo poco a poco se adhiere a las estructuras G4 y revela su presencia.

Repensar la biología del ADN

Este marcador, aunque es pequeño en esencia, tiene unas implicaciones enormes. Gracias a este, ha sido posible notar que el ADN viene en más presentaciones de las conocidas y que, además, estas se crean en el organismo por procesos naturales.

“Por primera vez, hemos podido demostrar que el ADN de la hélice cuádruple existe en nuestras células como una estructura estable creada por procesos celulares normales. Esto nos obliga a repensar la biología del ADN”.

Esto que ha comentado el doctor Marco Di Antonio, uno de los investigadores principales del estudio, hace referencia al alcance mayor que tiene su descubrimiento. De hecho, el ser capaces de detectar al G4 es simplemente el punto de partida. Ya que, ahora que se sabe de su presencia natural en las células, es momento de ir más allá y comprender sus acciones, los procesos que regula y su importancia dentro de estas.

“Es una nueva área de la biología fundamental, y podría abrir nuevas vías en diagnóstico y terapia de enfermedades como el cáncer”, complementó Di Antonio.

Para el caso del cáncer, las estructuras G4 pueden convertirse en valiosos indicadores biológicos. Por estudios anteriores, se ha podido relacionar a estas presentaciones del ADN con células cancerosas. Ahora, es posible no solo comprobar esto en detalle, en células vivas, sino que también se puede comenzar a estudiar el papel exacto que juega el G4 en las células cancerígenas y –más importante aún– cómo bloquear sus acciones, de ser necesario.

Referencia:

Single-molecule visualisation of DNA 1 G-quadruplex formation in live cells: https://doi.org/10.1038/s41557-020-0506-4