La fuerza de flexión del ADN facilita la formación de Z-ADN bajo condiciones fisiológicas de sal

Área de la Ciencia:

• Biología molecular
• La biofísica
• La genética

Sus antecedentes:

• El ADN-Z es una estructura de ADN no canónica crucial para procesos biológicos como la transcripción.
• Se sabe que las fuerzas mecánicas como la torsión y el estiramiento inducen la formación de ADN-Z.
• La influencia de la flexión del ADN en la formación de Z-ADN permaneció inexplorada.

Objetivo del estudio:

• Para investigar el efecto de la flexión del ADN en la formación de Z-ADN.
• Para cuantificar la relación entre la fuerza de flexión y la inducción del ADN-Z.
• Elucidar los mecanismos moleculares subyacentes a las transiciones B-Z inducidas por la flexión.

Principales métodos:

• Utilizó nanoestructuras de ADN en forma de D para aplicar fuerzas de flexión controladas al ADN de doble cadena (dsDNA).
• Se utilizó la transferencia de energía de resonancia por fluorescencia de una sola molécula (smFRET) para observar la transición B-Z del ADN.
• Realizó simulaciones de Monte Carlo para modelar los cambios estructurales del ADN.

Principales resultados:

• Se demostró que la flexión del ADN induce la formación de Z-ADN, con un aumento de la formación de Z-ADN correlacionado con fuerzas de flexión más fuertes.
• La transición B-Z se produjo a concentraciones significativamente más bajas de iones de magnesio (Mg2+) bajo tensión de flexión.
• Para el ADN metilado, la flexión redujo la concentración de Mg2+ para la transición B-Z en 28 veces.
• Las simulaciones indicaron que la formación de unión B-Z con extrusión de base alivia la tensión de flexión.

Conclusiones:

• La flexión del ADN es un facilitador significativo de la transición del ADN B-Z.
• La formación de Z-ADN inducida por flexión puede ocurrir en condiciones fisiológicas de sal.
• Este hallazgo ofrece nuevos conocimientos sobre la regulación mecánica del ADN de la expresión génica.