Topología del DNA: cerrando el bucle

El grupo “Biología Molecular de los Cromosomas” del Centro de Investigaciones Biológicas (CSIC), en colaboración con el Centro de Genómica Integrativa de la Universidad de Lausanne (Suiza), acaba de publicar en la revista Nucleic Acids Research una revisión sobre la topología del DNA durante la replicación.

Debido a la estructura helicoidal de la doble-hélice del DNA, se generan continuamente cantidades masivas de superenrollamiento positivo por delante de las horquillas de replicación. Este superenrollamiento inhibe el progreso de las horquillas, por lo que se han desarrollado varios mecanismos con el fin de eliminarlo eficientemente. Algunos de estos mecanismos dan lugar a la formación de situaciones topológicas interesantes en las que el superenrollamiento, el anudamiento y el encadenamiento coexisten e interactúan de forma recíproca durante la replicación.

En esta revisión se comentan aspectos fundamentales del superenrollamiento, el anudamiento y el encadenamiento cuando estas formas topológicas cualitativamente distintas no coexisten en una misma molécula circular del DNA y también cuando están presentes simultáneamente durante la replicación. Además, se comentan diferencias significativas en las estrategias utilizadas por células procariotas y eucariotas para relajar el superenrollamiento positivo que se genera por delante de las horquillas de replicación. Finalmente, se discuten algunas de las técnicas desarrolladas recientemente con el fin de averiguar cómo las DNA topoisomerasas, capaces de relajar tan sólo unos pocos plectonemas positivos por segundo, pueden contrarrestar la formación de cientos de plectonemas positivos por segundo debido al avance de las horquillas replicativas.

Reference: Closing the DNA replication cycle: from simple circular molecules to supercoiled and knotted DNA catenanes. Jorge B Schvartzman, Pablo Hernández, Dora B Krimer, Julien Dorier and Andrzej Stasiak. Nucleic Acids Research (2019). https://doi.org/10.1093/nar/gkz586