JPA/DICYT El Centro de Biología Molecular Severo Ochoa (centro mixto del CSIC y la Universidad Autónoma de Madrid) ha descubierto una nueva polimerasa con funciones distintas a las habituales, ya que permite "tolerar" el daño en el ADN cuando se produce su replicación en las células humanas, parte del proceso que conduce a la división de una célula en dos. Este hallazgo, que puede tener interesantes implicaciones, ha sido presentado hoy en el Instituto de Biología Funcional y Genómica (IBFG) de Salamanca por el científico Luis Blanco.

La línea de investigación de su grupo se centra en la estabilidad de la información genética, estudiando específicamente las polimerasas, "las enzimas que escriben el ADN", explica. "Las polimerasas se encargan de poner las letras para replicar el ADN, pero también de poner letras cuando falla algo y hay que repararlo o reconstruirlo", comenta en declaraciones a DiCYT. Dentro de la investigación básica, es un asunto muy importante porque "si se equivocan las polimerasas ocurren mutaciones, que se pueden producir tanto en la replicación del ADN, con polimerasas replicadoras, como en la reparación, con polimerasas que reparan pero que no son tan precisas como las primeras".

Lo más interesante de la nueva polimerasa es que "permite tolerar el daño en lugar de repararlo o de replicar el ADN". Aunque está hecha para copiar el ADN, no hará una copia fiel, pero resolverá un problema: dar un paso más que polimerasa de replicación no daría. En otras palabras, "pone un tramo en la vía para poder pasar, pero no le pidamos que sea el tramo correcto".

Aunque se suele simplificar hablando de un solo genoma, el ser humano tiene dos y la polimerasa está presente en ambos. Uno está en el núcleo de las células y otro en las mitocondrias, unos orgánulos de la célula que generan la energía necesaria para que el organismo desarrolle todas sus funciones y actividades. Estos orgánulos contienen un genoma que proviene de lo que fueron inicialmente bacterias que se acabaron convirtiendo en mitocondrias, genoma modificado por la evolución. Pues bien, "el origen de esta polimerasa era tolerar el daño oxidativo que las condiciones de aerobiosis [descomposición de materia orgánica que libera energía] generaban en el ADN. Esto es algo que sigue patente en la mitocondria, que sufre muchos daños oxidativos".

Enfermedades

¿Para qué sirve tolerar esos daños en las mitocondrias? Los científicos creen que existen mecanismos para que las mitocondrias duren el mayor tiempo posible y evitar enfermedades. De hecho, hay potologías denominadas mitocondriopatías que se deben a que no funcionan bien las mitocondrias. Muchas de ellas se deben a que los genes de la mitocondria se dañan y ese daño acaba inactivando proteínas.

"Las células tienen un sistema de renovación de las mitocondrias si su ADN está muy dañado. La mitocondria se suicida, algo parecido a la apoptosis [o muerte celular programada], pero a nivel del ADN mitocondrial", comenta el científico. Así no se transmite herencia a la descendencia, pero también es importante que funcionen durante mucho tiempo, es decir, que toleren un daño oxidativo bastante alto. "Es como un coche de F1, podemos calcular cuántas vueltas de motor puede dar antes de que se queme haciendo un recorrido constante, pero además tiene que tolerar algunos acelerones. En nuestro caso, para poder exprimir al máximo el motor de las mitocondrias hace falta tolerar el daño", explica el investigador.

En ratones

"Antes se pensaba que la responsable de introducir las mutaciones que se iban acumulando por el hecho de tolerar el daño era la polimerasa de replicación mitocondrial, pero todo apunta a que es esta polimerasa que hemos descubierto la que ayuda a tolerar el daño y a la vez incorpora mutaciones en el ADN mitocondrial", afirma Luis Blanco. En el caso de no tenerla, no se producirían mutaciones, pero "no podríamos tolerar tanto daño". Por eso los investigadores piensan que hay un punto de equilibrio, "una dosis correcta para que nuestro envejecimiento acabe siendo el que es, porque envejecemos debido a que nuestras mitocondrias acaban siendo poco funcionales con el tiempo, según algunas teorías".

Los investigadores del CSIC están a punto de publicar los resultados de esta investigación y ya han desarrollado ratones a los que les falta la nueva polimerasa para comprobar sus funciones. El resultado es que los roedores mueren antes y presentan algunos defectos.

Luis Blanco colabora con científicos del Instituto de Biología Funcional y Genómica que también investigan en torno al daño y la replicación del ADN, como los grupos de Sergio Moreno y Francisco Antequera.