Investigación
Sun irradiation produces lesions (red) in our ribosomal DNA (ochre) which are identified by the RNA polimerase I (grey) for repairing [Photo/Germán M. Bretones]
21 Aug 2018
Desvelada la estructura de la ARN polimerasa I en una lesión en el ADN inducida por luz ultravioleta
En un artículo publicado en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) por el Dr. Carlos Fernández Tornero, investigador principal del grupo de Estructura de Ensamblados Macromoleculares del Centro de Investigaciones Biológicas, se desvela el mecanismo por el que la enzima ARN polimerasa I se queda atascada al aproximarse a su centro activo una lesión en el ADN provocada por la exposición a luz ultravioleta.
Las lesiones en el ADN amenazan la vida de la célula y deben ser reparadas para mantener la integridad del genoma. Entre los daños más comunes provocados en el ADN está la formación de dímeros de timina causada por la exposición a luz ultravioleta, como la procedente del sol. Durante la síntesis del ARN celular, las ARN polimerasas son las encargadas de identificar estas lesiones y activar su reparación. De entre esta familia de enzimas, la ARN polimerasa I es la más activa en las células en crecimiento, por lo que su capacidad para identificar lesiones influye de manera determinante en la supervivencia al daño causado por la radiación ultravioleta.
El trabajo, del que es primera autora Marta Sanz-Murillo, caracteriza el mecanismo por el cual la enzima ARN polimerasa I se queda atascada al aproximarse la lesión a su centro activo e inicia el reclutamiento de las proteínas encargadas de reparar el ADN. Adicionalmente, un estudio mutacional ha permitido identificar un aminoácido, de entre los más de 5000 que componen esta compleja enzima, que contribuye de forma esencial a la detección de los dímeros de timina, resultado del daño en el ADN causado por la exposición a luz ultravioleta.
Estos hallazgos, que abren la puerta al descubrimiento de los mecanismos moleculares subyacentes a la supervivencia celular a lesiones en el ADN, han sido posibles gracias a la combinación de estudios de actividad enzimática in vitro con la estructura obtenida por criomicroscopía electrónica de última generación, técnica ganadora del Premio Nobel de Química en el año 2017. Comprender la resistencia de las células a la luz ultravioleta permitirá desarrollar herramientas para protegernos frente a dosis moderadas de radiación solar.
Este trabajo es el resultado de una colaboración internacional entre el Centro de Investigaciones Biológicas (Madrid), la Universidad de California San Diego (La Jolla), la Universidad de Turku (Finlandia), el CIC bioGUNE (Bilbao) y los centros del CSIC, Centro de Biología Molecular Severo Ochoa (Madrid) e Instituto de Biología Fundamental y Genómica (Salamanca).
Este trabajo ha sido seleccionado como portada del número 36 de la revista PNAS:
Referencia: Structural basis of RNA polymerase I stalling at UV light-induced DNA damage. Marta Sanz-Murillo, Jun Xu, Georgiy A. Belogurov, Olga Calvo, David Gil-Carton, María Moreno-Morcillo, Dong Wang, and Carlos Fernández-Tornero. PNAS (2018). DOI: 10.1073/pnas.1802626115
Más información: