Su cambio de forma en una milésima de segundo impulsa la tasa de error.

Si usted tuviera que copiar el contenido de miles de millones de cartas seguro que cometería algún que otro error. Cuando la maquinaria de replicación casi infalible del ADN hace una copia de su código genético de tres mil millones de bases también pueda errar. Los científicos llevan tiempo preguntándose cómo es posible que el ADN cometa un desliz así. Ahora, un equipo de científicos de la Universidad de Duke (EE UU) ha descubierto que la estructura helicoidal (con forma de hélice) del ADN contiene un tipo de temporizador incorporado que determina la frecuencia con la que ocurren las mutaciones.

Los expertos han demostrado que ciertas bases del ADN pueden cambiar de forma por una milésima de segundo, transformándose transitoriamente en estados que pueden permitir que la maquinaria de replicación incorpore los pares de bases incorrectos. Tales desajustes podrían servir como base de los cambios genéticos que impulsan la evolución y las enfermedades, entre ellas el cáncer.

«Aumentar o disminuir las tasas de mutaciones podría alterar la capacidad de un organismo para evolucionar o variar su susceptibilidad a la enfermedad», afirmó Hashim M. Al-Hashimi, autor principal del estudio, junto con James B. Duke, profesor de Bioquímica y Química en la Facultad de Medicina de la Universidad de Duke. Pero, ¿qué determina la tasa de mutación en un organismo vivo?

Cada vez que nuestras células se dividen, el ADN presente en ellas debe replicarse para que cada nueva célula reciba el mismo conjunto de instrucciones. Las enzimas polimerasas hacen estas copias de ADN al reconocer la forma de las combinaciones de pares de bases correctas –G con C y A con T– y agregarlas a cada doble hélice, descartando aquellas que no encajan. Ahora bien, las polimerasas generan un error en una de cada 10.000 bases, que, si no se arreglan, generan una mutación.

En 1953, Watson y Crick describieron la estructura de la doble hélice de ADN y plantearon la hipótesis de que las bases podrían cambiar su forma para que los pares erróneos pudieran pasar como algo real. Hace unos años, Al-Hashimi y sus compañeros utilizaron una técnica para capturar estos movimientos que sólo duran un abrir y cerrar de ojos. El estudio, publicado en 2015 en «Nature», mostró que las bases G y T empujan a un lado los átomos en su superficie para que puedan conectarse como piezas de un rompecabezas. Los investigadores encontraron que estos reordenamientos venían en diferentes variedades, aunque no estaba claro cuáles eran responsables de los errores.

En este estudio, los graduados de Duke Isaac Kimsey y Eric Szymanski usaron una versión mejorada de la técnica anterior para examinar la relación entre estas bases y los errores de la polimerasa. Atraparon las bases G y T, y hallaron que, aunque los diferentes estados alternativos contribuían a los errores, las formas tautoméricas dominaban en condiciones normales y las aniónicas lo hacían en presencia de mutágenos y estrés ambiental. Es decir, una explicación de cómo surgen los errores. Y es que aunque la doble hélice muestra una estructura estática, en ocasiones puede transformarse en otras formas durante muy poco tiempo, y cada vez hay más estudios «que muestran que pueden ser los impulsores de la biología y la enfermedad», concluyó Al-Hashimi.