Investigadores de la Universidad del Este de Finlandia han descubierto un mecanismo novedoso que protege el ADN mitocondrial. El estudio, publicado en PNAS a principios de esta semana, se llevó a cabo en estrecha colaboración con grupos de investigación de CBMSO en Madrid, España, y la Universidad de Umeå en Suecia. Una parte central del mecanismo de protección es una enzima inusual, PrimPol, que puede reiniciar la replicación del ADN mitocondrial después del daño.
Además del ADN genómico nuclear, las mitocondrias también contienen sus propios genomas pequeños, el ADN mitocondrial (ADNmt), que codifica trece partes esenciales de la maquinaria de respiración celular. El mtDNA es especialmente vulnerable al daño oxidativo ya que se encuentra cerca de la cadena de transporte de electrones mitocondrial que produce radicales libres. Las células protegen sus mitocondrias reparando el mtDNA y creando constantemente nuevas copias para reemplazar las moléculas dañadas. Aunque las células pueden tolerar el daño del ADN, pueden surgir problemas cuando se replica el ADN. Ciertos tipos de daños pueden detener la maquinaria de replicación antes de que se haya replicado todo el genoma. Esto puede resultar en roturas de doble cadena en el ADN, lo que resulta en la pérdida de partes parcialmente replicadas del genoma. En las mitocondrias, esta pérdida parcial, o supresión, provoca una disfunción de la respiración celular y es el mecanismo patológico impulsor detrás de muchas enfermedades mitocondriales, pero también es responsable de la disminución de la función celular asociada con el envejecimiento.
Los investigadores pudieron demostrar que una enzima primasa PrimPol puede generar un nuevo cebador adyacente a la secuencia de ADN dañada y reiniciar la replicación estancada en las mitocondrias. PrimPol en sí es una primasa muy inusual y estructuralmente antigua, que puede sintetizar cebadores de ADN en contraste con los cebadores de ARN sintetizados por todas las demás primasas en nuestras células. El nuevo estudio no solo cambia nuestra percepción de las funciones de PrimPol, sino que también nos ayuda a comprender los mecanismos básicos del mantenimiento del ADNmt.
«Dado que el mtDNA a menudo sufre daños colaterales por las citostatinas utilizadas durante el tratamiento del cáncer o los antibióticos dirigidos a las bacterias, la comprensión de los mecanismos de reparación puede ayudar a desarrollar estos tratamientos», dice el Dr. Jaakko Pohjoismäki, de la Universidad del Este de Finlandia.
«Las células del corazón o los cardiomiocitos son especialmente vulnerables a la pérdida de la función mitocondrial, y una mayor protección del mtDNA también podría proteger a los corazones enfermos», continúa.
