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Viernes, 19 abril 2013
Biología

Enzimas que traducen datos entre el ADN y un intrigante ácido xenonucleico

El descubrimiento de la Piedra de Rosetta permitió resolver un enigma que se había intentado desentrañar sin éxito desde mucho tiempo atrás, y el resultado final fue poder descifrar y traducir jeroglíficos egipcios. John Chaput, investigador en el Instituto de Biodiseño de la Universidad Estatal de Arizona, Estados Unidos, ha estado también buscando, en cierto modo, la Piedra de Rosetta biológica, o más concretamente una enzima que permita que el lenguaje de 4 letras del ADN sea escrito en el "lenguaje" de una molécula más simple y potencialmente más antigua, que quizá existió en el pasado remoto como una vía genética hacia el ADN y el ARN en la Tierra prebiótica.

Los resultados de una investigación realizada por el equipo de Chaput demuestran que las secuencias de ADN pueden ser transcritas en una sustancia conocida como ATN y transcritas de nuevo a ADN, con la ayuda de enzimas disponibles comercialmente.

La importancia de la investigación es triple:

- Ofrece tentadoras pistas sobre cómo el ADN y el ARN, que codifican los planos de construcción de toda forma de vida de nuestro planeta, pudieron surgir a partir de moléculas más primitivas pero también portadoras de información.

- Contribuye al campo de la astrobiología, la búsqueda de formas de vida alternativas en otras partes del universo.

- Apunta hacia posibles aplicaciones del ATN y otras moléculas de ácidos nucleicos inusuales (que se conocen como ácidos xenonucleicos) en la medicina molecular.

En el caso de las aplicaciones biomédicas, los ácidos xenonucleicos pueden ser convertidos en aptámeros, que son estructuras moleculares capaces de imitar las propiedades de polímeros naturales, plegarse en diversas configuraciones tridimensionales, y enlazarse con objetivos seleccionados. Los aptámeros son útiles para una amplia gama de aplicaciones clínicas.

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Los planos estructurales de los organismos, desde por ejemplo las bacterias hasta el Ser Humano, son codificados en el ADN usando un código (equiparable al alfabético) que consta solamente de cuatro componentes, identificados con las letras A, C, G y T, que representan cuatro ácidos nucleicos. Además de su papel de portadores de información, el ADN y el ARN cuentan con dos propiedades decisivas: la herencia, (que les permite propagar sus secuencias genéticas a las generaciones posteriores) y la evolución, (que permite que secuencias sucesivas se modifiquen con el paso del tiempo y respondan a la presión selectiva).

La complejidad química del ADN ha convencido a la mayoría de los biólogos de que la posibilidad de que surgiera espontáneamente a partir de la sopa prebiótica que existió en la Tierra primitiva, es muy remota. Según una hipótesis, la molécula de ARN, más simple, puede que durante un tiempo fuese la única transmisora del código genético, como antecesora del ADN. El ARN también es capaz de actuar como una enzima, y pudo catalizar importantes reacciones químicas que acaso condujeron finalmente al primer organismo celular.

Pero el ARN todavía es una molécula compleja, por lo que la comunidad científica ha seguido buscando un precursor más simple que pudiera haber sido el eslabón hacia el ARN, el ADN y los sistemas proteicos que existen actualmente.

Diversos ácidos xenonucleicos han sido estudiados como candidatos para el papel de molécula de transición. En el nuevo estudio, se ha investigado al ATN.

El ATN ya se había visto hace algún tiempo como un candidato probable a ser el antecesor del ARN y del ADN, pero establecer que el ATN es, por así decirlo, el padre del ARN, exige demostrar que puede realizar funciones que habrían permitido la existencia de un escenario bioquímico anterior al surgimiento del ARN y lo bastante apropiado como para permitir esa evolución. Una de esas funciones debió ser la de autorreplicarse en ausencia de enzimas.

Al igual que el ADN, el ATN puede formar dobles hélices. Una pieza esencial de esta estructura consta de un azúcar que es característico de cada ácido nucleico. El ADN usa desoxirribosa; el ARN usa ribosa, y el ATN usa treosa.

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