Nobel de medicina: Protegint cromosomes

I després de la broma, toca posar-se seriosos. Ahir es va fer públic el Premi Nobel de medicina i fisiologia d’aquest any. Els guardonats han sigut Elizabeth Blackburn, la seva estudiant de doctorat Carol Greider i Jack Szostak que també va col·laborar amb elles. El premi els hi han concedit “pel descobriment de com els cromosomes són protegits pels telòmers i l’enzim telomerasa”.

Sona complicat, però tampoc ho és tant. Ja sabeu que dins el nucli de les cèl·lules hi tenim el DNA. Aquest, quan la cèl·lula es divideix es plega d’una manera determinada i molt compacta fins que adopta la forma de cromosomes. En el fons els cromosomes no són sinó una molècula de DNA ben empaquetada. En els cromosomes es poden distingir una part central, que s’anomena centròmer, uns braços més o menys llargs, i una part a l’extrem, que s’anomena telòmer. I recordeu que el cromosoma és únicament la cadena de DNA empaquetada. Doncs els extrems de la cadena de DNA estan justament als telòmers.

Aquests extrems plantejaven un problema quan es duplica el DNA. Cada vegada que la cèl·lula es divideix es fa una copia complerta del DNA i la maquinaria que fa la còpia pot treballar molt correctament per la part del mig de la cadena. Són uns enzims que treballen en equip per obrir les dues cadenes del DNA, desenroscar-les, copiar-ne de noves i tornar a empaquetar. Podeu imaginar una via de tren que cal convertir en dos i que per fer-hi hagués de passar un comboi de màquines d'un quilòmetre de llargada. Unes màquines aixecarien els rails, altres posarien les pedres, altres mourien les travesses i afegirien les que falten, i així fins que per l’altre extrem sortirien dues vies.

El problema és al final. Quan s’acaba la via, el comboi no pot fer tot el recorregut fins el final. A l’últim quilòmetre s’aturaria ja que la part del davant es quedaria sense via.

Doncs el mateix passa amb la maquinaria per duplicar el DNA. L’extrem final no es pot duplicar de la manera convencional. Cada vegada que la cèl·lula es duplica, perdem un fragment de l’extrem del nostre DNA, dels telòmers, ja que la maquinaria enzimàtica “no hi arriba”.

També s’havia observat que les cèl·lules dels nadons posades en cultiu podien dividir-se unes cinquanta vegades abans de morir. En canvi, en els adults es dividien únicament deu o quinze vegades. La idea que en va sorgir era que cada vegada que es duplicaven perdien un fragment i això servia com a “rellotge” que indicava a la cèl·lula quantes vegades s’havia de dividir. És important, perquè si es divideixen i creixen més del que toca és quan apareixen tumors o malformacions per massa creixement.

Encara més. Van veure que si fabricaven uns cromosomes artificials sense més i els posaven dins de cèl·lules de llevat, cada vegada que el llevat es dividia els cromosomes perdien un troçet a l'extrem. Però si els hi afegien el telòmer d’un altre cromosoma i li enganxaven al final dels cromosomes artificials, aleshores si que es podien dividir sense fer-se malbé. Això funcionava encara que fessin servir telòmers d’espècies molt diferents. Semblava evident que als telòmers hi havia algun sistema per protegir l'extrem del cromosoma.

I quan van seqüenciar el DNA van notar que la seqüència, que normalment sembla una barreja aleatòria de C, A, T i G, resultava curiosament repetitiva a la part del telòmer. Els humans tenim la seqüència CCCCAA repetida dues mil vegades una a continuació de l’altre.

El motiu és un enzim anomenat, òbviament, telomerasa, que s’encarrega d’anar refent l’extrem final del cromosoma a base d’anar afegint aquesta seqüència. Un sistema particular de copiar DNA fent servir de motlle un troçet de RNA que porta el mateix enzim incorporat. Aquest enzim refà la part que queda sense copiar-se del DNA i permet que es mantingui tal com toca. I el funcionament d’aquest enzim és particularment important per controlar l’envelliment de la cèl·lula o la seva supervivència. Quan acabem el creixement, la telomerasa ha de deixar de funcionar. Penseu que hi ha casos de càncer que semblen estar causats perquè la telomerasa funciona quan ja no hauria de fer-ho. La cèl·lula segueix amb el seu DNA intacte i no s’entera que ha de parar de dividir-se.

Com acostuma a passar, el premi arriba amb anys de retard. La Blackburn va descobrir la seqüència repetitiva dels telòmers l’any 1980. Després, junt amb l’ Szostak van fer els experiments afegint telòmers a cromosomes artificials l’any 1982. I finalment, la Greider va descobrir l’enzim telomerasa l’any 1984. Sembla que va detectar activitat enzimàtica el dia de Nadal. Un Nadal que segur que recordarà sempre.

I direu, que feia treballant el dia de Nadal? Si us ho pregunteu és segur que no heu fet de becaris a cap laboratori. I, a més, algú pensa que és pot guanyar un Nobel sense esforç?