El ADN de cada una de nuestras células mide cerca de dos metros de longitud, aunque la anchura de esta molécula es de solo dos milmillonésimas de metro. Los dos metros de longitud del ADN contienen, en una ristra de cuatro moléculas diferentes unidas unas detrás de las otras –las cuatro “letras” del ADN– todas las instrucciones necesarias para producir un ser humano funcional y generar los más de doscientos tipos de células diferentes que componen su organismo. Cada una de estas células guardará en su interior los casi dos metros de una copia de ese ADN.

Se estima que la célula más pequeña del organismo puede medir unas cinco micras de diámetro, es decir, tiene una longitud unas cuatrocientas mil veces menor que la del ADN albergado en sus cromosomas. ¿Cómo consigue guardarlo en su interior?

Al igual que la lana de un ovillo, el ADN puede guardarse dentro de una célula de mucha menor longitud enrollado en ovillos. Estos ovillos están formados por ocho proteínas centrales, denominadas histonas, que hacen el papel del canuto central del ovillo. Alrededor de ellas se enrollan algo menos de dos vueltas de hebra de ADN. Millones de estos pequeños ovillos, denominados nucleosomas, se empaquetan con otras proteínas en una estructura más densa, llamada cromatina, que forma los cromosomas.

Al contrario que el hilo de un ovillo de lana, el ADN contiene información a la que la célula debe acceder continuamente con rapidez para utilizarla. Si la información no puede ser leída cuando es necesario, no sirve de nada almacenarla. ¿Cómo solucionan las células esta seria dificultad?

Las “letras” que se encuentran en el nucleosoma dando esas dos vueltas a las histonas no son accesibles a esas proteínas, pero sí lo son las “letras” que se encuentran en la intersección entre dos nucleosomas, en la zona espaciadora entre ellos. Para permitir el acceso a todas las “letras” en algún momento, el ADN enrollado en los nucleosomas debe deslizarse a su alrededor, cambiando así la zona de este que se encuentra dando las dos vueltas a las histonas centrales y permitiendo que el ADN enrollado se desplace hacia la zona de intersección entre dos nucleosomas, donde las “letras” pueden ser “leídas”.

Recientemente, un equipo de investigación ha estudiado el mecanismo por el que funciona una proteína, llamada CHD4, que interviene en todo este proceso de deslizado del ADN alrededor de los ovillos que forman los nucleosomas. Sorprendentemente, han descubierto que el proceso sucede a “golpes”. La proteína va empujando de la hebra de ADN hacia el nucleosoma y metiendo “letras” en el ovillo, generando así una tensión que, sin embargo, no consigue inicialmente producir movimiento alguno. Cuando entre 4 y 6 “letras” han sido introducidas en el ovillo y al final la tensión es suficientemente elevada, el deslizamiento se produce bruscamente, 4 o 6 letras salen por la otra parte del ovillo, la tensión se relaja y esas letras pueden ahora ser “leídas” por las proteínas celulares. Esto sucede miles de millones de veces al día en cada cromosoma de nuestras células. ¿No es maravilloso?

Referencia: Yichen Zhong, et al. NATURE COMMUNICATIONS (2020) 11:1519 | https://doi.org/10.1038/s41467-020-15183-2

Jorge Laborda, 26 de mayo de 2020.

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