A estrutura de dupla hélice praticamente se tornou sinônimo de DNA, mas não é a única maneira de longas fitas de informação genética se espremerem em um espaço apertado.
Quando uma fita dupla de DNA dobra sobre si mesma ou se liga a outra fita dupla, pode na verdade criar um nó de fita quádrupla, conhecido como G quádruplo.
Os cientistas descobriram pela primeira vez essas ‘hélices duplas duplas’ em células humanas vivas em 2013 e, nos anos seguintes, esses nós foram encontrados em altas concentrações em células cancerosas.
Agora, pesquisadores do Imperial College London associaram um acúmulo de quadruplexes G a outra doença humana – uma doença genética rara conhecida como Síndrome de Cockayne (CS).
A SC é uma condição recessiva que afeta vários sistemas do corpo. É caracterizada por envelhecimento prematuro, sensibilidade ao sol, degeneração cerebral e falha de crescimento.
Na maioria dos casos, o distúrbio está ligado a uma mutação na proteína Cockayne Syndrome B (CSB), e em experimentos de laboratório envolvendo células humanas, de inseto e bacterianas, os pesquisadores agora mostraram que essa proteína se liga com “afinidade picomolar surpreendente” ao G- quadruplexes que são formados a partir de várias fitas de DNA diferentes.
Em contraste, essas proteínas não parecem se ligar com quase tanta afinidade às hélices duplas que simplesmente dobraram de volta para criar uma estrutura de quatro fitas.
Essa é uma descoberta importante porque sugere que a proteína CSB de alguma forma desempenha um papel na mistura e correspondência de fitas de DNA dentro do núcleo da célula, especificamente quando se trata de DNA ribossômico.
Esse tipo de DNA contém os códigos para a transcrição de proteínas celulares, portanto, se a proteína CSB sofrer uma mutação e não puder mais se ligar a G-quadruplexes, essas proteínas podem nunca ser feitas.
Experimentos anteriores mostraram que a falta de CSB funcional tende a paralisar a transcrição de estruturas G quadruplex. Sem uma cópia mensageira desse DNA, a informação genética não pode deixar a célula e se comunicar com o resto do corpo.
“Dado que a perda de função do CSB provoca fenótipos de envelhecimento prematuro, nossos resultados indicam que a interação entre o CSB e o DNA ribossomal G4s intermoleculares é essencial para manter a homeostase celular”, explicam os autores.
Se os pesquisadores estiverem certos e essas descobertas se aplicarem ao corpo em condições do mundo real, isso pode significar que a Síndrome de Cockayne leva ao envelhecimento prematuro porque interrompe a produção de proteínas codificadas por certos G-quadruplex.
A maioria das pesquisas anteriores sobre quadruplexes G se concentrou nas estruturas que são formadas quando uma molécula de dupla hélice se dobra sobre si mesma. Mas esta nova pesquisa é uma das primeiras a investigar o papel dos G quadruplexes que são formados a partir de duas moléculas de dupla hélice separadas.
“Nosso DNA genômico tem mais de dois metros de comprimento, mas é comprimido em um espaço de apenas alguns mícrons de diâmetro. Portanto, não deveria ser uma surpresa que existam maneiras de as estruturas em loop de longo alcance serem aproveitadas para comprimir o DNA em formas mais complexas interações do que imaginávamos “, diz o biólogo químico Marco Di Antonio, do Imperial College London.
“Ainda há muito que não sabemos sobre o DNA, mas nossos resultados mostram que como e onde as estruturas G-quadruplex se formam afetam sua função, tornando-as biologicamente mais importantes do que se pensava.”
O novo estudo pode ajudar os pesquisadores a encontrar tratamentos para doenças como a síndrome de Cockayne. Se os CSBs disfuncionais puderem ser impedidos de se ligarem aos G-quadruplexes em primeiro lugar, então talvez este raro distúrbio degenerativo possa ser mitigado no futuro.
Publicado em 09/12/2021 12h18
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