Científicos diseñan una bacteria con un ADN de 6 letras

Se ha creado una bacteria cuyo genoma contiene bloques de construcción de ADN hechos por el hombre, lo cual abre la puerta para organismos a medida, que se podrían utilizar para producir nuevos medicamentos y otros productos.

Todos los seres vivos tienen un “alfabeto” de ADN de sólo cuatro letras, que codifican las instrucciones para las proteínas que realizan la mayor parte de los trabajos clave dentro de las células.

Pero la expansión de ese alfabeto para incluir letras artificiales podría dar a los organismos la capacidad de producir nuevas proteínas nunca antes vistas en la naturaleza.

El ADN artificial podría ser utilizado para todo, desde la fabricación de nuevos medicamentos y vacunas para la medicina forense, dicen los investigadores.

“Lo que hemos hecho es almacenar con éxito el aumento de la información en el ADN de una célula viva”, dice el líder del estudio Floyd Romesberg, biólogo químico en el Instituto de Investigación Scripps en La Jolla, California.

Sin embargo, quedan muchos pasos restantes antes de que puedan obtener células que produzcan proteínas artificiales.

El campo de la biología sintética implica jugar con el ADN para crear organismos capaces de nuevas funciones en medicina, energía y otras áreas.

El alfabeto del ADN consta de cuatro letras, o bases: adenina, timina, guanina y citosina (A, T, G y C).

La adenina se empareja con la timina y guanina con la citosina.

El ARN es un material genético similar al ADN, excepto que tiene una cadena principal de química diferente y sustituye a la timina con uracilo (U).

Los seres vivos traducen el ADN a proteínas a través de una serie de pasos.

En primer lugar, las enzimas ” transcriben” el ADN en ARN. Entonces, estructuras llamadas ribosomas traducen el ARN a proteínas, las cuales se componen de hebras de moléculas llamadas aminoácidos.

En última instancia, los investigadores apuntan a crear organismos que puedan producir proteínas artificiales.

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En el estudio, Romesberg y su equipo crearon un nuevo par de letras de ADN que no se encuentran en la naturaleza e insertaron el par en las células de la bacteria coli Escherichia.

Introducir el ADN en las células no es fácil, pero los investigadores fueron capaces de hacerlo por medio de un transportador, una proteína que se mueve a través de los materiales de las membranas celulares.

Dentro de las células, el ADN hecho por el hombre consiguió ser empalmado en un plásmido, una pieza circular de ADN que se encuentra en las bacterias. Los plásmidos se replicaron, sin rechazar el ADN extraño ni afectando el crecimiento de las células, informaron los investigadores.

Ahora que los científicos han demostrado que un organismo puede incorporar letras de ADN artificiales en su genoma, el paso siguiente es probar que se puede convertir el ADN en las nuevas proteínas, que podrían utilizarse para producir mejores fármacos.

Las proteínas se han convertido en un nuevo tipo importante de drogas, porque las células pueden hacer el trabajo de hacerlas y porque las técnicas de biología molecular se pueden utilizar para ayudar a las proteínas a “evolucionar” hacia las propiedades deseadas, dijo Romesberg. Pero las proteínas se limitan a sólo 20 bloques de construcción, conocidos como aminoácidos.

“Compare esto con un químico farmacéutico, que explora una mucho mayor diversidad de estructuras en los fármacos de molécula pequeña que ellas sintetizan”, dijo Romesberg.

“Esperamos ser capaces de combinar lo mejor de ambos fármacos de moléculas pequeñas y proteínas”.

La investigación abre el camino para que los organismos “de diseño” con genomas a la medida sean capaces de realizar tareas útiles, como la fabricación de drogas.

Ya los investigadores han creado los primeros “organismos sintéticos”, bacterias artificiales y levadura, que tienen secuencias de ADN hechas por el hombre en sus genomas.

Los investigadores están ahora trabajando en la ampliación del alfabeto del ADN de las células de levadura, y con el tiempo esperan hacer lo mismo para las células de mamíferos, que tienen propiedades que las hacen mejor en la producción de medicamentos de proteínas.

Expandir el alfabeto genético de un organismo multicelular tal como un humano no sería posible con la técnica actual, sin embargo, porque las letras artificiales deben ser insertadas directamente en cada célula, dijo Romesberg.

Fuente: Mashable