El trabajo publicado en ‘Nature Communications’ profundiza en la comprensión de un proceso fundamental para la vida, como la replicación del material genético y entender cómo estos mecanismos se ven afectados en enfermedades como el cáncer.

Durante la replicación, las dos hebras que forman la doble hélice del ADN se copian de forma distinta. Una de ellas se replica de manera continua, mientras que la otra, conocida como hebra retardada, lo hace por tramos conocidos como fragmentos de Okazaki.

Como ocurre en el asfaltado de una carretera en servicio, la copia de la hebra retardada se lleva a cabo avanzando poco a poco y de forma fragmentada. El comienzo de la replicación en estos tramos requiere la acción de un complejo de proteínas llamado Pola/prim (ADN polimerasa alfa/primasa). Este complejo genera unas pequeñas secuencias de ARN y ADN que son necesarias para comenzar la copia de cada nuevo tramo de la hebra retardada.

El estudio revela que las células cuentan con un mecanismo sofisticado para evitar que se generen demasiados fragmentos de Okazaki simultáneamente. En el centro de este mecanismo se encuentra la proteína VCP/p97, que se comporta como un “controlador de tráfico” molecular.

Esta proteína funciona como una “grúa de proteínas en la célula y, de esta forma, similar a cómo una grúa retira los coches mal aparcados o averiados, VCP/p97 retira proteínas que no funcionan bien o que ya no deberían estar en esa parte de la célula”, explicó gráficamente el investigador líder de la investigación, Emilio Lecona.

Para saber qué proteínas hay que retirar, VCP/p97 se guía por la presencia de otra proteína, denominada ubiquitina, que marca las proteínas “mal aparcadas” o “averiadas”. El complejo Pola/prim es marcado con ubiquitina durante la replicación del ADN para que VCP/p97 pueda reconocerlo y retirar el exceso de este complejo. Así la célula limita el número de fragmentos de Okazaki que se generan en la hebra retardada cuando se está duplicando el ADN.

Además, la célula cuenta con un sistema de alarma conocido como “estrés replicativo”, que permite frenar la duplicación del ADN cuando se detectan problemas, como mantener demasiadas zonas de copia activas al mismo tiempo. De forma similar a cómo el suministro de materiales condiciona el progreso de una obra, copiar el ADN en muchos sitios a la vez puede generar escasez de recursos que ponga en riesgo la fidelidad de la copia del ADN y la estabilidad del genoma.