Durante la transcripción es cuando el ARN recién formado se adhiere a su plantilla de ADN forma una estructura de tres cadenas conocida como 'bucle R'. Si bien estas estructuras tienen algunas funciones importantes que desempeñar en una célula, los 'bucles R' si se encuentran en el momento y lugar equivocado pueden ser desastrosos y provocar roturas del ADN, mutaciones y muerte celular. "Los bucles R no son bien aceptados, por lo general, por lo que las células tienen muchos mecanismos redundantes para evitar que se formen", explicó Seth Darst , director del Laboratorio de Biofísica Molecular y miembro de un equipo de investigación de la Universidad Rockefeller en Nueva York (EEUU), que ha descubierto que una proteína, RapA, respresenta uno de esos mecanismos clave frente a dichos bucles R.

Se trata de uno de los primeros estudios en utilizar ADN superenrollado negativamente en un experimento crio-EM. "Este método nos ayudó a visualizar mejor el estado topológico del ADN, cómo se reorganizan las proteínas y cómo interactúan con el ADN", afirmó el primer autor Joshua Brewer, que diseñó el experimento.

Hallazgos sorprendentes

Los autores del trabajo se sorprendieron al descubrir que el ARN polimerasa rara vez se encuentra inactivo cuando permanece sujeta al ADN después de que se completa la transcripción. En cambio, puede iniciar la transcripción nuevamente, esta vez sin la protección normal de las proteínas sigma. En ausencia de sigma, la iniciación de la transcripción forma bucles R dañinos a menos que RapA pueda intervenir primero, abriendo la abrazadera de la ARN polimerasa. "La ARN polimerasa es como una gran garra que se cierra alrededor del ADN", concretó el prof. Darst. "RapA se une a la ARN polimerasa y abre la abrazadera para que se desprenda del ADN antes de que pueda crear bucles R".

Estos investigadores sospechan que RapA (o algo parecido, un factor de liberación de ARN polimerasa) no existe sólo en E. coli, sino en todas las bacterias y, posiblemente, en todas las células."Barajamos la posibilidad de que otras enzimas probablemente cumplan funciones similares en todo el árbol de la vida", indicó el prof. Darst.

Descubrir mecanismos similares en otros organismos podría inspirar nuevas estrategias para atacar enfermedades vinculadas con la inestabilidad genómica relacionada con la transcripción. "Cuanto más aprendemos sobre estos mecanismos, más profundizamos nuestra comprensión de cómo las células protegen sus genomas", concluyó dicho investigador.