Cuando una célula se divide, no solo tiene que repartir correctamente su ADN entre las dos células hijas. Cada una debe recuperar también las instrucciones que le indican cómo funcionar y qué tipo de célula debe ser.

Una investigación liderada por Carlos Perea, del Centro de Biología Molecular Severo Ochoa (CBM-CSIC-UAM), ha descubierto que la cohesina, una proteína que contribuye a organizar el ADN dentro del núcleo, desempeña un papel fundamental.

El estudio muestra que parte de la cohesina presente antes de la división celular se conserva durante este proceso y se reutiliza después para ayudar a reactivar los genes que le darán sus características a la célula.

Un anillo que organiza el ADN

El ADN humano contiene una enorme cantidad de información y, para caber dentro del núcleo, debe compactarse y organizarse formando la cromatina. Esta estructura no es rígida: su organización cambia y permite que determinadas regiones del ADN entren en contacto para activar genes, mientras otras permanecen inactivas.

En este proceso participa la cohesina, un complejo de proteínas con forma de anillo que abraza el ADN y favorece la formación de lazos en la cromatina. Así, regiones del genoma muy alejadas entre sí pueden aproximarse físicamente.

Sin embargo, estudios anteriores habían mostrado que eliminar la cohesina en células que no se están dividiendo apenas afecta a la actividad de la mayoría de los genes. Para explicar esta aparente contradicción, el equipo estudió qué ocurre durante el final de la división celular.

Una cohesina que sobrevive a la división

Los investigadores desarrollaron herramientas que permiten marcar la cohesina dentro de células humanas y seguir su comportamiento a lo largo del ciclo celular. Esto permitió distinguir entre la cohesina que ya estaba presente antes de la división y la que se produce después.

Los resultados muestran que una parte mayoritaria de la cohesina sobrevive a la mitosis, la etapa en la que una célula reparte sus cromosomas entre las dos células hijas. Una vez finalizada la división, esta cohesina “heredada” vuelve rápidamente a asociarse con el ADN. Durante las primeras horas de existencia de la nueva célula, constituye de hecho la principal fracción de cohesina activa sobre la cromatina.

Reactivar los genes adecuados

La cohesina heredada se dirige principalmente a regiones donde los genes están activos. Para localizar estos lugares interviene TBP, una proteína que ayuda a identificar dónde comienza la transcripción, el proceso mediante el cual la información de un gen se copia en forma de ARN.

“Cuando eliminamos de forma rápida y selectiva Rad21, un componente esencial de la cohesina, justo después de la mitosis, cientos de genes modificaron su actividad. La mayoría están relacionados con el crecimiento y desarrollo de los tejidos, especialmente los epiteliales, que forman estructuras como la piel y el revestimiento de numerosos órganos”, explica Carlos Perea.

Al mismo tiempo, aumentaron los ARN asociados a la mitosis, lo que indica que parte del programa genético propio de la división celular no se apaga correctamente.

El estudio también explica cómo se produce este efecto. La cohesina heredada interacciona con Cdk9, una enzima que ayuda a activar la maquinaria encargada de producir ARN. A través de esta interacción, la cohesina favorece la correcta asociación de Cdk9 con la cromatina y contribuye a reactivar el programa de expresión génica característico de cada tipo celular.

Una nueva pieza para entender la identidad celular

En conjunto, el trabajo identifica un mecanismo mediante el cual la célula conserva y reutiliza la cohesina durante la mitosis para recuperar rápidamente la actividad de los genes que necesita después de dividirse.

Estos resultados amplían el conocimiento sobre la función de la cohesina y pueden contribuir a comprender mejor enfermedades del desarrollo asociadas a alteraciones de este complejo, como el síndrome de Cornelia de Lange.

Referencia

Cohesin Preservation Across Mitosis Contributes to Restart Transcription Via Cdk9-mediated Activation of RNAPol2. Molecular Cell. https://doi.org/10.1016/j.molcel.2026.08.021