Un equip d’investigadors de la Universitat de Califòrnia – San Diego, als Estats Units, ha fet un nou avenç que ens apropa una mica més a l’inici de l’era de l’ADN artificial. En un article publicat a ‘Nature Communications’, expliquen com un nou descobriment fa que ampliar l’alfabet genètic amb lletres noves sigui una idea un xic més factible, un fet que obriria possibilitats extraordinàries, per exemple, per a crar nous medicaments i dissenyar proteïnes fetes a mida.
L’alfabet genètic natural
A dia d’avui, l’alfabet genètic només té quatre lletres, és a dir, els quatre nucleòtids que són la base de tot l’ADN que coneixem. Són l’adenina (A), la timina (T), la guanina (G) i la citosina (C). A totes les molècules d’ADN, aquests nucleòtids formen parelles de bases amb una geometria batejada en honor a Watson i Crick, els científics que van descobrir l’estructura de doble hèlix de l’ADN el 1953.
Ampliant les fronteres
Els investigadors, però, fa temps que estudien si es podrien afegir més lletres a l’alfabet creant nucleòtids artificials. Un dels factors claus per a la utilitat de fer això, però, és si les cèl·lules podrien reconèixer aquest nucleòtids i fer-los servir per a elaborar proteïnes. I precisament aquest nou estudi demostra que l’ARN polimerasa, un dels enzims més importants en la síntesi de les proteïnes, pot reconèixer i transcriure una base artificial de la mateixa manera com ho fa amb les naturals.
Un avenç molt important
En la genètica ‘clàssica’, les parelles de bases amb la geometria de Watson i Crick sempre es formen amb les mateixes configuracions: A-T i C-G, formant l’estructura de doble hèlix de l’ADN quan moltes d’aquestes parelles s’uneixen. És un sistema molt i molt efectiu per a emmagatzemar informació biològica i, de fet, és per això que les errades en la transcripció i la translació són relativament rares, per bé que potencialment desastroses.
Ara, a més, sabem que podria ser possible aprofitar aquest sistema fent servir bases sintètiques amb la mateixa geometria. Per a fer-ho, l’estudi ha fet servir una versió nova de l’alfabet genètic estàndard, anomenat Sistema d’Informació Genètica Expandit Artificialment (AEGIS per les seves sigles en anglès). Una iniciativa nascuda a la NASA per mirar d’imaginar com es podria haver format la vida en altres planetes i que, ara, ha servit per demostrar que les parelles de bases d’AEGIS formen una estructura geomètrica semblant a la que formen les parelles de bases naturals.
És per això, precisament, que els enzims que transcriuen l’ADN no hi troben cap diferència. Al cap i a la fi, en el camp de la biologia, l’estructura determina la funció i, per tant, si l’estructura és similar es poden incorporar de manera normal al procés de transcripció.
Un descobriment que dóna suport a una teoria antiga
Aquest fet, a més, no només amplia les possibilitats de la biologia sintètica sinó que, fins i tot, dóna suport a una hipòtesi tan antiga com el descobriment de Watson i Crick. Es tracta de l’anomenada hipòtesi del tautòmer, que afirma que els quatre nucleòtids estàndards poden formar parelles irregulars a causa de la tautomerització, la tendència dels nucleòtids a oscil·lar entre diverses variants estructurals amb la mateixa composició. Aquest fenomen, de fet, pot ser una font de mutacions puntuals, que afecten només una parella de bases en una seqüència d’ADN.
