El ADN es el “manual de instrucciones” de la célula. Cuando las dos cadenas del ADN se rompen en dos fragmentos, el daño es especialmente peligroso. Si no se corrigen bien, las dobles roturas pueden provocar pérdida de información, errores en el genoma o incluso la muerte celular.

Un equipo del Centro de Biología Molecular Severo Ochoa (CBM-CSIC-UAM) ha descrito con detalle uno de los mecanismos que permiten a las bacterias resolver este problema. El trabajo, publicado en Scientific Reports, identifica un sistema altamente eficiente que permite reparar estas roturas de forma directa, gracias a la coordinación entre dos de componentes: las proteínas Ku y LigD.

“Estamos viendo que, incluso en organismos muy simples, como Bacillus subtilis, la bacteria utilizada como modelo, los mecanismos de reparación del ADN son sorprendentemente sofisticados”, explica el autor principal del estudio, Miguel de Vega, investigador en el CBM.

Cómo se arregla una rotura crítica

Cuando el ADN se rompe, la célula tiene que reconocer los extremos dañados, mantenerlos alineados, reparar las zonas deterioradas y volver a unirlos. Este estudio demuestra que en bacterias todo ese proceso puede ejecutarse de forma continua y coordinada, como si se tratara de una única máquina.

Lo más llamativo es que la proteína LigD es capaz de llevar a cabo todas las etapas necesarias sin soltarse del ADN en ningún momento, gracias a su interacción con Ku. Esto evita interrupciones y reduce el riesgo de errores.

“Es como si una única máquina pudiera cortar, ajustar y soldar sin necesidad de cambiar de herramienta en ningún momento”, señala de Vega.

Reparar rápido y sin errores

Esa capacidad de trabajar sin pausas es clave. Permite que la reparación sea rápida y, sobre todo, precisa. El estudio también muestra que el sistema no solo une los fragmentos, sino que además evita soluciones incorrectas que podrían dañar aún más el ADN.

Sin este control, los extremos podrían unirse de forma equivocada, generando estructuras defectuosas o aberrantes. La coordinación entre los distintos componentes del sistema es lo que garantiza que el resultado final sea correcto.

“Sin esta coordinación, el sistema podría cometer errores que comprometerían la estabilidad del material genético”, apunta de Vega.

Un mecanismo flexible y bien ajustado

Los investigadores han comprobado que este sistema no es rígido, sino que se adapta a cada fase del proceso. A medida que avanza la reparación, cambian las interacciones entre sus componentes para asegurar que cada paso se complete correctamente.

Este comportamiento dinámico explica en parte la alta eficiencia del sistema y demuestra que incluso las bacterias disponen de mecanismos de gran complejidad para proteger su información genética.

Comprender cómo las bacterias reparan su ADN no es solo una cuestión fundamental. Este conocimiento puede ayudar a identificar puntos débiles en estos organismos, lo que a largo plazo podría contribuir al desarrollo de nuevas estrategias frente a infecciones o a aplicaciones en biotecnología.

“Estos resultados nos muestran que la eficiencia y la precisión en la reparación del ADN son el resultado de una coordinación extremadamente fina”, concluye de Vega.

Referencia

Del Prado A, Buitrago A, de Rus-Moreno A, Bienkowska IO, de Ory A, Díaz-Arco S, de Vega M. Insights into the functional coordination of LigD and Ku in bacterial nonhomologous end joining. Sci Rep. 2026 Apr 9. doi: 10.1038/s41598-026-47294-z. Online ahead of print.
PMID: 41957403