Origen evolutivo del plegamiento del ADN

Las arqueas, organismos unicelulares, forman un dominio vivo distinto del de las bacterias y los eucariotas (organismos cuyas células están provistas de un núcleo). Sin embargo, el modo en que se compacta su ADN se asemeja bastante al de los eucariotas. Se envuelve alrededor de ciertas proteínas, de manera similar a como el ADN de los eucariotas se enrolla sobre las histonas. El equipo de Karolin Luger, del Instituto Médico Howard-Hugues, ha comparado los mecanismos de compactación del ADN en eucariotas y arqueas y ha examinado su vínculo evolutivo.

En los eucariotas, un segmento de ADN de 147 pares de bases se envuelve alrededor de un octámero, constituido por cuatro dímeros de histonas de cuatro tipos. El conjunto del ADN y las histonas forman un nucleosoma. Karolin Luger y sus colaboradores, al estudiar el ADN de una arquea termófila, Methanothermus fervidus, observaron una estructura que se asemejaba al nucleosoma. En la arquea, el ADN se enrolla sobre una estructura proteica compuesta por tres dímeros idénticos de histonas. Sin embargo, a diferencia del octámero de los eucariotas, esta estructura puede polimerizarse y formar un ensamblaje alargado alrededor del cual el ADN de la arquea se enrolla varias veces para adoptar una forma de «superhélice».

Los investigadores han demostrado que la mayoría de las funciones de los nucleosomas eucariotas también se encuentran en las arqueas. El modo en el que se enrolla el ADN en las arqueas sería una pista de un prototipo antiguo de nucleosomas. Pero ¿por qué habría elegido la evolución la estructura rígida y compleja de los nucleosomas en los eucariotas? Los autores piensan que, al ir aumentando el tamaño del genoma, se habría vuelto ventajoso limitar los nucleosomas a una estructura menos flexible pero que a la vez permitiera un fácil acceso a los distintos puntos a lo largo de la molécula de ADN.

 

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