Los investigadores desarrollan componentes artificiales de la vida
Por primera vez, los científicos han desarrollado en el laboratorio nucleótidos artificiales, los componentes básicos del ADN, con varias propiedades adicionales
El ADN transporta la información genética de todos los organismos vivos y está formado por sólo cuatro bloques de construcción diferentes, los nucleótidos. Los nucleótidos se componen de tres partes diferenciadas: una molécula de azúcar, un grupo fosfato y una de las cuatro nucleobases adenina, timina, guanina y citosina. Los nucleótidos se alinean millones de veces y forman la doble hélice del ADN, similar a una escalera de caracol. Científicos del Departamento de Química de la UOC han demostrado ahora que la estructura de los nucleótidos puede modificarse en gran medida en el laboratorio. Los investigadores desarrollaron el llamado ácido nucleico triofuranosílico (TNA) con un nuevo par de bases adicional. Se trata de los primeros pasos en el camino hacia ácidos nucleicos totalmente artificiales con funcionalidades químicas mejoradas. El estudio "Expanding the Horizon of the Xeno Nucleic Acid Space: Threose Nucleic Acids with Increased Information Storage" se publicó en la revista Journal of the American Chemical Society.
Comparación estructural del ADN y del TNA artificial, un ácido xenonucleico con los pares de bases naturales AT y GC y un par de bases adicional (XY).
Stephanie Kath-Schorr
Los ácidos nucleicos artificiales difieren en su estructura de los originales. Estos cambios afectan a su estabilidad y función. "Nuestro ácido nucleico treofuranosílico es más estable que los ácidos nucleicos naturales ADN y ARN, lo que aporta muchas ventajas para su futuro uso terapéutico", afirmó la profesora Dra. Stephanie Kath-Schorr. Para el estudio se sustituyó el azúcar de 5 carbonos desoxirribosa, que forma la espina dorsal del ADN, por un azúcar de 4 carbonos. Además, se aumentó el número de nucleobases de cuatro a seis. Al intercambiar el azúcar, el TNA no es reconocido por las enzimas de degradación propias de la célula. Esto ha sido un problema con las terapias basadas en ácidos nucleicos, ya que el ARN producido sintéticamente que se introduce en una célula se degrada rápidamente y pierde su efecto. Ahora, la introducción de ARNt en células que pasan desapercibidas podría mantener el efecto durante más tiempo. "Además, el par de bases no natural incorporado permite opciones alternativas de unión a moléculas diana en la célula", añade Hannah Depmeier, autora principal del estudio. Kath-Schorr está segura de que esta función puede utilizarse sobre todo en el desarrollo de nuevos aptámeros, secuencias cortas de ADN o ARN, que pueden emplearse para el control selectivo de mecanismos celulares. Los TNA también podrían utilizarse para el transporte selectivo de fármacos a órganos específicos del cuerpo (administración selectiva de fármacos), así como en el diagnóstico; asimismo, podrían ser útiles para el reconocimiento de proteínas víricas o biomarcadores.
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