El estiramiento excesivo del ADN a 65 pN no requiere el pelado de los extremos libres o de las aberturas

Área de la Ciencia:

• Biología Molecular Biología Molecular
• La biofísica es la biofísica.
• Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.

Sus antecedentes:

• El ADN exhibe una transición mecánica significativa, conocida como sobreestiramiento, a aproximadamente 65 pN.
• El mecanismo preciso y la naturaleza de este estado de sobrecarga siguen siendo objeto de debate en la literatura científica.
• Los modelos existentes a menudo implican la formación de ADN de una sola hebra (ssDNA) durante la transición.

Objetivo del estudio:

• Para investigar el papel de la topología y la integridad del ADN en la transición de sobreestiramiento.
• Para determinar si la formación de ssDNA es un requisito previo o una consecuencia del estiramiento excesivo del ADN.
• Para dilucidar los orígenes de la histeresis en las curvas de extensión de fuerza del ADN.

Principales métodos:

• Desarrollo de un ensayo de ADN topológicamente cerrado, rotativamente no restringido.
• Utilizando microscopía de fuerza atómica o pinzas ópticas para aplicar fuerza y medir la extensión del ADN.
• Introducir nicks controlados en el ADN para observar su efecto en la transición de sobreestiramiento e histeresis.
• Medición de las curvas de extensión de la fuerza del ADN con y sin nichos a una velocidad de retracción de 5 μm/s.

Principales resultados:

• El ADN en el ensayo cerrado, libre de nick, mostró la transición canónica de sobreestiramiento a 65 pN sin histeresis.
• La introducción de un solo nick indujo una histeresis en la curva de fuerza-extensión.
• Un mayor número de pinchazos se correlacionó con un mayor grado de histeresis.
• La transición de estiramiento excesivo en sí misma no requería nicks preexistentes o extremos libres.

Conclusiones:

• La generación de ssDNA no es un paso obligatorio para el estiramiento excesivo del ADN.
• La histeresis observada en el estiramiento excesivo del ADN es una consecuencia del daño del ADN, como los cortes, en lugar de una propiedad intrínseca de la transición.
• Este hallazgo aclara el comportamiento mecánico del ADN intacto y los factores que contribuyen a la histeresis observada en estudios experimentales.