Publicado 18/01/2021 07:39CET

Captan en video el ARN como no se había visto

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ADN - SCRIPPS RESEARCH

MADRID, 18 Ene. (EUROPA PRESS) -

Un nuevo estudio dirigido por la Universidad Northwestern, en Estados Unidos, está revelando el misterio de cómo las moléculas de ARN se pliegan para encajar dentro de las células y realizar funciones específicas y sus hallazgos podrían romper una barrera para comprender y desarrollar tratamientos para enfermedades relacionadas con el ARN, incluida la atrofia muscular espinal y quizás incluso el nuevo coronavirus, según publican la revista 'Molecular Cell'.

"El plegamiento del ARN es un proceso dinámico que es fundamental para la vida --recuerda Julius B. Lucks, profesor asociado de ingeniería química y biológica en la Escuela de Ingeniería McCormick, quien dirigió el estudio--. El ARN es una pieza realmente importante de diseño diagnóstico y terapéutico. Cuanto más sepamos sobre el plegamiento y las complejidades del ARN, mejor podremos diseñar tratamientos".

Utilizando datos de experimentos de plegamiento de ARN, los investigadores generaron las primeras películas basadas en datos de cómo se pliega el ARN a medida que lo hace la maquinaria celular. Al ver sus videos de este plegado, los investigadores descubrieron que el ARN a menudo se pliega de maneras sorprendentes, quizás poco intuitivas, como atarse en nudos y luego desatarse inmediatamente para alcanzar su estructura final.

"El plegamiento ocurre en el cuerpo más de 10 billones de veces por segundo --explica Lucks--. Ocurre cada vez que un gen se expresa en una célula, pero sabemos muy poco sobre él. Nuestras películas nos permiten finalmente ver el plegamiento por primera vez".

Aunque existen videos de plegamiento de ARN, los modelos informáticos que los generan están llenos de aproximaciones y suposiciones. El equipo de Lucks ha desarrollado una plataforma tecnológica que captura datos sobre el plegamiento del ARN a medida que se produce el ARN.

Luego, su grupo usa herramientas computacionales para extraer y organizar los datos, revelando puntos donde el ARN se pliega y qué sucede después de que se pliega. Angela Yu, una exalumna de Lucks, ingresó estos datos en modelos de computadora para generar videos precisos del proceso de plegado.

"La información que damos a los algoritmos ayuda a que los modelos informáticos se corrijan por sí mismos --señala Lucks--. El modelo hace simulaciones precisas que son consistentes con los datos".

Lucks y sus colaboradores utilizaron esta estrategia para modelar el plegamiento de un ARN llamado SRP, un ARN antiguo que se encuentra en todos los reinos de la vida. La molécula es conocida por su característica forma de horquilla.

Al ver los videos, los investigadores descubrieron que la molécula se ata en un nudo y se desata muy rápidamente. Luego, de repente, se convierte en la estructura correcta en forma de horquilla utilizando un elegante camino de plegado llamado desplazamiento de hebra mediado por los dedos del pie.

"Hasta donde sabemos, esto nunca se ha visto en la naturaleza --resalta Lucks--. Creemos que el ARN ha evolucionado para desatarse de los nudos porque si los nudos persisten, pueden hacer que el ARN no funcione. La estructura es tan esencial para la vida que tuvo que evolucionar para encontrar una manera de salir de un nudo".