Descripción del proyecto
LA NATURALEZA HELICOIDAL DEL DNA DA LUGAR A UNA SERIE DE PROBLEMAS TOPOLOGICOS, WATSON Y CRICK YA ERAN CONSCIENTES DE ESTOS PROBLEMAS POTENCIALES CUANDO PROPUSIERON SU MODELO DEL DNA EN 1953 Y ESCRIBIERON: DADO QUE LAS DOS CADENAS DE NUESTRO MODELO ESTAN ENTRELAZADAS, ES NECESARIO QUE SE DESENLACEN CUANDO DEBAN SEPARARSE
AUNQUE AHORA MISMO RESULTA DIFICIL PREVER COMO PODRIAN OCURRIR ESTO SIN QUE TODO RESULTE ENMARAÑADO, NO CREEMOS QUE ESTA OBJECION SEA INSUPERABLE (WATSON, 1953), AHORA SABEMOS QUE TODOS ESTOS PROBLEMAS SON RESUELTOS POR LAS TOPOISOMERASAS, QUE FUERON DESCRITAS POR VEZ PRIMERA EN 1971 POR JAMES WANG, CON EL DESCUBRIMIENTO DE LA TOPOISOMERASA 1 BACTERIANA (WANG, 1971), A LO LARGO DE LOS ULTIMOS ~43 AÑOS SE HAN DESCUBIERTO VARIAS VERSIONES DE ESTAS ENZIMAS EN TODOS LOS ORGANISMOS VIVOS: PROCARIOTAS, EUCARIOTAS, VIRUSES Y ARCHAEAS (BATES, 2005), MAS RECIENTEMENTE UN NUMERO SIGNIFICATIVO Y CRECIENTE DE EVIDENCIAS EXPERIMENTALES SUGIERE QUE UNA MISMA TOPOISOMERASA PUEDE REALIZAR DISTINTAS FUNCIONES ESPECIFICAS DEPENDIENDO DE LAS PROTEINAS CON LAS QUE SE ASOCIA PARA ACOMETER ROLES QUE SON VITALES PARA LA SUPERVIVENCIA, FACILITANDO LA REPLICACION, LA SEGREGACION, LA TRANSCRIPCION, LA REPARACION, LA RECOMBINACION Y OTROS PROCESOS EN LOS QUE PROBLEMAS TOPOLOGICOS DEL DNA NECESITAN SER RESUELTOS (HAYAMA, 2013; VOS, 2014), LAS TOPOISOMERASAS SON MAGNIFICAS MAQUINAS MOLECULARES QUE REALIZAN LA MAGICA TAREA DE TRANSPORTAR UNA DOBLE-HELICE DE DNA ATRAVES DE OTRA CON EL FIN DE CAMBIAR LA TOPOLOGIA DEL DNA, A PESAR DE QUE LAS BASES MOLECULARES DE SU MECANISMO DE ACCION SE DESCUBRIO HACE YA VARIOS AÑOS (ROCA, 1994), MUCHOS DETALLES SIGUEN SIENDO DESCONOCIDOS Y NUEVAS TECNOLOGIAS TALES COMO LA ELECTROFORESIS BIDIMENSIONAL EN GELES DE AGAROSA DE ALTA RESOLUCION Y TECNICAS DE ANALISIS DE MOLECULAS INDIVIDUALES (PEINADO DEL DNA, TIJERAS OPTICAS, MICROSCOPIA DE FUERZA ATOMICA) DEBEN SER APLICADAS PARA PODER ENTENDER DETALLADAMENTE EL FUNCIONAMIENTO DE ESTAS ENZIMAS Y SU PAPEL EN DISTINTOS PROCESOS CELULARES, ASIMISMO, ESTUDIOS A NIVEL GENOMICO GLOBAL HAN PERMITIDO DEMOSTRAR QUE EL GENOMA DE LOS PROCARIOTAS ESTA ORGANIZADO EN DOMINIOS DE GENES QUE REACCIONAN DE LA MISMA FORMA A LOS CAMBIOS TOPOLOGICOS (FERRANDIZ, 2010), ESTUDIOS SIMILARES EN EUCARIOTAS HAN PERMITIDO IDENTIFICAR LA UNION DE TOPOISOMERASAS ESPECIFICAS A AQUELLOS SITIOS DEL GENOMA EN LOS QUE SU FUNCION ES REQUERIDA (FACHINETTI, 2010), FINALMENTE, LAS TOPOISOMERASAS TAMBIEN SON EL BLANCO DE AGENTES ANTIBACTERICIDAS Y ANTICANCEROSOS, ESTO SE DEBE A SU NATURALEZA ESENCIAL Y A SU MECANISMO DE ACCION QUE INVOLUCRA ROTURAS TRANSITORIAS DEL DNA QUE DE NO SER RESTAURADAS, CAUSAN UNA ALTA CITOTOXICIDAD (DRLICA, 1999; NITISS, 2009), POR ELLO EL ESTUDIO DE LA DINAMICA DE LA TOPOLOGIA DEL DNA EN CELULAS VIVAS Y COMO ACTUAN DISTINTAS TOPOISOMERASAS EN EL CONTEXTO DE DISTINTOS PROCESOS CELULARES TIENE UNA IMPORTANCIA VITAL EN EL DESARROLLO DE NUEVOS AGENTES QUIMIOTERAPEUTICOS (POMMIER, 2006), TOPOLOGÍA DEL DNA\TOPOISOMERASAS\TRANSCRIPCIÓN\REPLICACIÓN\SEGREGACIÓN\REPARACIÓN\RECOMBINACIÓN