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El mecanismo "Salve María" puede rescatar células con cromosomas gravemente dañados

El ADN vital para la vida de una célula está empaquetado en cromosomas y existen una variedad de puntos de control, mecanismos de reparación y otras salvaguardas celulares para mantener la integridad de los cromosomas durante el crecimiento y división celular. Esas salvaguardias pueden fallar, sin embargo, y pueden encontrarse tratando de dividirse en dos células hijas con un fragmento cromosómico suelto que se aleja de un cromosoma roto.

William Sullivan llama a esto el "peor escenario" para la célula. Las consecuencias potenciales incluyen la muerte celular o una célula cancerosa que crece fuera de control. Sin embargo, Sullivan, profesor de biología molecular, celular y de desarrollo en UC Santa Cruz, ha encontrado que la célula todavía gotea su manga para rescatar el cromosoma roto.

Los últimos hallazgos del laboratorio de Sullivan, publicados en la edición del 5 de junio del Journal of Cell Biology, revelan nuevos aspectos de un notable mecanismo que lleva cromosomas rotos a través del proceso de división celular para que puedan repararse y funcionar normalmente en las células hijas . Sullivan ha estado estudiando este proceso en la mosca de la fruta Drosophila melanogaster. Su laboratorio ha creado una cepa de moscas en la que los cromosomas rotos son comunes debido a la expresión de una enzima de corte del ADN.

"Tenemos moscas en las que el 80 por ciento de las células tienen roturas de doble filamento en el ADN, y las moscas están bien", dijo. "La celda tiene este increíble mecanismo, como el Ave María pasar con el tiempo agotándose."

El mecanismo implica la creación de una correa de ADN que actúa como una línea de vida para mantener el fragmento roto conectado al cromosoma. Las nuevas y potentes técnicas de microscopía permiten a los investigadores observar todo el proceso en células vivas, con marcadores fluorescentes brillantes que destacan los cromosomas y otros componentes celulares.

Cuando una célula se divide, duplica sus cromosomas para hacer un conjunto para cada una de las células hijas. La membrana alrededor del núcleo, que mantiene los cromosomas separados del resto de la célula, se rompe. Los dos conjuntos de cromosomas luego se alinean y segregan los lados opuestos de la célula, separada por una estructura de microtúbulos llamada eje. Una nueva envoltura nuclear se forma alrededor de cada conjunto de cromosomas, y las nuevas membranas celulares separan las dos células hijas.

La investigación de Sullivan ha demostrado que los fragmentos cromosómicos no se segregan con el resto de los cromosomas, sino que son arrastrados más tarde justo antes de que la nueva membrana nuclear se cierre. "La atadura del ADN parece mantener el envoltorio nuclear cerrado, y entonces el fragmento del cromosoma se desliza justo en el último momento", dijo Sullivan.

Si este mecanismo falla, sin embargo, y el fragmento cromosómico se deja fuera del núcleo, las consecuencias son terribles. El fragmento forma un "micronúcleo" con su propia membrana y se vuelve propenso a reordenamientos extensos de su material genético, que luego puede reincorporarse a cromosomas durante la siguiente división celular. Micronúcleos y reordenamientos genéticos se observan comúnmente en las células cancerosas.

"Queremos entender el mecanismo que impide que eso suceda", dijo Sullivan. "En la actualidad estamos identificando los genes responsables de la generación de la correa de ADN, que podría ser nuevos objetivos prometedores para la próxima generación de terapias contra el cáncer".

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