NeoFronteras

ADN de 12 bases

Área: Genética — miércoles, 1 de abril de 2009

ADN sintético de 12 bases en lugar de las 4 habituales ayuda en el diagnóstico y tratamiento de enfermedades y arroja luz sobre el origen de la vida en la Tierra.

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En las películas de ciencia ficción, además de mostrarnos extraterrestres de aspecto humanoide, nos hablan de ADN como si esta molécula fuera universal y la única capaz de portar la información genética. Pero esto no es cierto. Por desgracia, sólo disponemos de un génesis, el que se dio en la Tierra, y no de otros que se puedan haber dado en otros lugares del Universo. Aunque últimamente hay alguno que ha echado a volar la imaginación y dice que es posible que se diera un segundo génesis en este plantea, la posibilidades de que sea así son más bien remotas por no decir nulas.
Incluso la posibilidad de un segundo génesis en Marte o Europa (la luna de Júpiter) son más bien escasas. Por eso el único ejemplo de ADN natural del que disponemos es el que tenemos en la Tierra. Si por un casual se descubriera vida en otro sitio del Sistema Solar y tuviera un ADN igual al nuestro lo más seguro es que ambas vidas compartieran un mismo génesis y que estuvieran conectada por alguna panspermia (quizás gracias a la mediación meteoritos). La alternativa sería que el ADN fuese la única manera posible de almacenar información genética y otros sistemas químicos bajo evolución dieran con él.
Las posibilidades de que las combinaciones químicas en otra sopa primitiva den con un ADN como el nuestro son remotas. Es simple matemática combinatoria. Además, recientemente han demostrado que el ADN conocido no es el único ADN concebible.
Podemos imaginar muchas maneras de obtener algo parecido al ADN o muchas maneras de modificar el que conocemos. Una manera sencilla de hacerlo es crear un ADN con un conjunto de bases nitrogenadas distinto del de las cuatro conocidas (las famosas por sus iniciales A, C, G y T) o incluso aumentar el numero de bases distintas a utilizar en el “alfabeto genético”. En el congreso celebrado en Salt Lake City este mes de marzo se presentó un trabajo en el que se mostraba la obtención y aplicaciones de un ADN sintético que utiliza un “alfabeto” de 12 bases nitrogenadas en lugar de las cuatro habituales.
Esta investigación puede ayudar a arrojar luz sobre cómo hace miles de millones de años surgió la vida sobre la Tierra gracias a alguna molécula capaz de reproducirse y soportar evolución darwinista. Pero lo más asombroso es que, además, este sistema genético artificial está contribuyendo ya a la era de la medicina personalizada y quizás ayude pronto a millones de pacientes infectados por el VIH, hepatitis y otras enfermedades.
Steven Benner y su equipo de investigadores están reescribiendo las reglas por las cuales se construye el ADN. Benner dice entusiasmado que esta investigación les lleva a un nuevo territorio sin explorar.
Según él técnicas como la amplificación en paralelo de ADN o la diagnosis en paralelo de enfermedades humanas son muy valiosas económicamente. Pero las reglas habituales de la genética hacen difícil para los investigadores desarrollar, por ejemplo, análisis multiplexados para virus. Es decir, pruebas que permitan la identificación y etiquetado de ADN viral. Los métodos habituales usan secuencias de ADN normal que se unen a las etiquetas de material genético foráneo, pero a veces se unen a ADN no relacionado con enfermedad alguna, produciéndose falsos positivos.
Un sistema genético artificial que no esté bajo las reglas habituales puede producir unos resultados mejores. El nuevo “alfabeto genético” de Benner ya ha sido aplicado comercialmente como detector vírico y ayuda a personalizar el cuidado de 400.000 pacientes anuales que están infectados con virus de la hepatitis B, VIH, hepatitis C, etc. También se usa para diagnosticar la fibrosis cística o para el análisis de ciertos tipos de cáncer.
Este sistema de ADN artificial ya mueve cientos de millones de dólares de negocio en la actualidad.
En pacientes con VIH o hepatitis el virus puede mutar pese al tratamiento aplicado, aumentando la carga vírica. Detectar este aumento antes de que aparezcan los primeros síntomas puede significar la diferencia entre la vida y la muerte. El sistema de 12 bases de este ADN puede proporcionar esa ventaja.
Este sistema también se usa como herramienta en el proyecto genoma humano para analizar los datos genéticos.
También puede ser útil a la hora de entender el origen de la vida. Se cree que en un principio había ARN que espontáneamente se ensamblaba en la sopa primordial. Una vez que fue capaz de hacer copias de sí mismo con imperfecciones (mutaciones) se fue seleccionando el mejor bajo las reglas darwinistas.
Benner tiene como meta sintetizar una forma de vida artificial en el laboratorio. El sistema de 12 bases puede realizar casi todas las acciones que definen a los seres vivos: reproducción, crecimiento, respuesta al ambiente, etc. Todo sin el beneficio que proporcinan genes refinados en el transcurso de miles de millones de años de evolución natural.
Pero todavía no es un proceso autosostenido. Mo busca su propio alimento y se necesita alguien que lo “alimente”. Un cálculo realizado por Benner arroja la cifra de 1034 moléculas que hay que explorar para encontrar una que lo haga. Continúan en la búsqueda de un sistema químico capaz de evolucionar darwinistamente. Aunque todavía no han publicado un artículo al respecto parece que ya casi (Nota de prensa en pdf.) lo han encontrado, pero habrá que esperar un poco a su publicación en alguna revista científica de prestigio para ver los detalles.

Fuentes y referencias:
Nota de prensa.
Nota de prensa en pdf.

Salvo que se exprese lo contrario esta obra está bajo una licencia Creative Commons.
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2 Comentarios

  1. JOrge:

    Es fácil suponer que solo una estructura química parecida a la nuestra pueda dar origen a estructuras autorreplicantes pues es la única que conocemos. Tal vez incluso sean posibles seres “vivos” en ambientes donde el agua no puede existir en estado líquido o en químicas no basadas en el carbono aunque esto último sí que parece difícil.
    La vida extraterrestre pluricelular, si la encontramos, será sin duda más extraña que cualquier cosa que podamos imaginar.

  2. NeoFronteras:

    Sobre otros disolventes distintos al agua se ha especulado un poco, pero el disolvente debe de ser polar para poder disolver las moléculas orgánicas conocidas y, sobre todo, abundante. Aún así es posible concebir un bioquímica al revés en donde los ácidos grasos representen un papel de almacén de información en lugar de estructural.
    Se ha dicho que el amoniaco o una mezcla de agua y amoniaco podría ser un buen disolvente polar, incluso a bajas temperaturas. Lo malo es que a bajas temperaturas las reacciones químicas se dan más despacio con lo que es más difícil que surja la vida y que evolucione al mismo ritmo que conocemos.
    La química del silicio parece demasiada rígida comparada con el carbono y difícil de competir con él. El Universo, por otra parte, está lleno de compuestos de carbono.
    Sin embargo, se admite bastante libertad sobre los posibles compuestos de carbono. Una manera diferente y sencilla de bioquímica de carbono sería sustituir el fósforo por el arsénico en las moléculas orgánicas. El arsénico nos es tóxico precisamente porque se parece al fósforo en su funcionamiento químico. Seres basados en uno u otro elemento serían tóxicos entre sí.
    Un escalón más allá lo introdujo Robert L. Fofward en “Estrellamoto” y “Huevo de dragón”, novelas de SCiFi Hard en las que especulaba con una vida basada en reacciones nucleares que habita una estrella de neutrones. La velocidad de una vida así sería mucho más rápida, las generaciones se darían cada pocos minutos y las civilizaciones en unos días. Para observadores de ese mundo nosotros seríamos “los lentos”.

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