HS-AFM muestra en tiempo real cómo DNase I se concentra en regiones curvas y expuestas del ADN, mientras la compactación con protamina protege frente a degradación.
La nucleasa no corta cualquier zona con la misma probabilidad: la forma y lo expuesto que está el ADN importan mucho. HS-AFM permite ver DNase I explorar y fragmentar ADN en tiempo real. La curvatura favorece interacciones y la compactación con protamina actúa como escudo físico. HS-AFM muestra en tiempo real cómo DNase I se concentra en regiones curvas y expuestas del ADN, mientras la compactación con protamina protege frente a degradación. En la práctica: Microscopía de fuerza atómica de alta velocidad permitió observar en tiempo real cómo DNase I explora, se detiene y fragmenta moléculas individuales de ADN.
Por primera vez es posible seguir casi película a película cómo una nucleasa se mueve sobre una molécula de ADN antes de romperla.
La microscopía HS-AFM mostró que DNase I no interactúa de forma uniforme con todo el contorno.
Los eventos de permanencia y fragmentación se concentraron más en regiones curvas, extremos y zonas localmente deformadas.
Los autores resumen esos comportamientos con el marco STORM: Scan, Target, Occupy, Rupture y Mobilize.
Cuando el ADN se condensó con protamina, formando estructuras compactas tipo varilla o toroide, la nucleasa tuvo mucha más dificultad para acceder.
La degradación aumentó cuando esas estructuras se relajaron y expusieron contorno de ADN.
Los resultados apoyan la idea de que la geometría y accesibilidad física del ADN condicionan tanto como su secuencia la interacción con determinadas enzimas.
El estudio no ve directamente el acto químico de corte; relaciona topología, tiempo de residencia y ruptura con resolución nanométrica.
Microscopía de fuerza atómica de alta velocidad permitió observar en tiempo real cómo DNase I explora, se detiene y fragmenta moléculas individuales de ADN.
Las interacciones y rupturas aparecieron enriquecidas en regiones curvas, extremos expuestos y zonas deformadas del ADN.
Cuando el ADN se compactó con protamina en estructuras densas tipo varilla o toroide, la accesibilidad de la nucleasa y la degradación disminuyeron de forma marcada.
DNase I corta enlaces fosfodiéster en ADN y se usa como modelo de nucleasa.
La protamina compacta fuertemente el ADN en espermatozoides y puede limitar físicamente el acceso enzimático.
Fuentes: Nature Communications — DNA topology and nuclease interactions
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