Esta pregunta se refiere a un proyecto de biología sintética cuyo objetivo es incorporar nucleótidos adicionales en el “alfabeto” del ADN. Después de más de 20 años de trabajo, ha logrado agregar dos nucleótidos complementarios más llamados “P” y “Z” (sus nombres “reales” son nombres químicos sistemáticos, por lo que me quedaré con sus nombres triviales).
Los argumentos más comunes proporcionados en apoyo de tal esfuerzo son la expansión del código genético. Como este código se lee en tres “palabras” de nucleótidos llamadas codones, el complemento actual de cuatro nucleótidos distintos permite 64 codones distintos (que se traducen en veinte aminoácidos distintos más dos “signos de puntuación” más que controlan la traducción). Dos más los nucleótidos permitirían la expansión de este diccionario a 216 codones distintos, lo que, en teoría, permitiría insertar una diversidad mucho mayor de aminoácidos en las proteínas.
Hacer que esto funcione sería un esfuerzo hercúleo, por decir lo menos.
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- Cuando miro las estrellas y galaxias, ¿por qué parece que están dispuestas como una espiral? (Al igual que te imaginas una cadena de ADN) ¿Es esto una ilusión óptica?
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Para que los “nuevos” nucleótidos se conviertan en parte de las formas en que se utiliza la información genética en las células, tienen que:
- Tener una ruta biosintética codificada genéticamente capaz de producir los nuevos nucleótidos en las células.
- Específicamente pares de bases entre sí y no con ninguno de los nucleótidos existentes.
- Ser capaz de ser reconocido y replicado por la ADN polimerasa utilizando nucleótidos libres.
- Ser capaz de ser transcrito por la ARN polimerasa.
- No se pliega en estructuras secundarias de ARN extrañas debido a las interacciones de la cara no Watson-Crick.
- Sea específicamente reconocido por los tRNA que llevan aminoácidos “nuevos” en el ribosoma.
- Tenga vías biosintéticas y de carga robustas para producir los nuevos aminoácidos y unirlos a los tRNA correctos.
Esta lista representa una ENORME cantidad de esfuerzo y deja de lado toda la validación funcional que tendría que hacerse para garantizar que las proteínas que contienen nuevos aminoácidos sigan haciendo algo. La viabilidad de adaptar P y Z para todo el espectro de usos in vivo es pequeña, pero eso no significa que los nuevos nucleótidos no sean útiles.
Si, por el contrario, considera el ADN como un químico funcional que puede fabricarse puramente enzimáticamente, P y Z son una bendición masiva. Ya se han utilizado en un sistema de selección in vitro (lo que significa que los puntos 2 y 3 anteriores se han resuelto, hasta cierto punto) para generar fragmentos de ADN para unirse a tipos de células específicos. http://www.pnas.org/content/111/…
