Cara ás tecnoloxías da información... xenética

Buscar

Susbcrición Newsletter

Introducir e-mail

Arquivo mensual

Vindeiros eventos

Non hai eventos polo momento
A orixe da vida é á bioloxía o que a orixe do universo á física, dous temas que non nos deixan indiferentes, non importa a nosa dedicación. A crenza educada é que a complexidade biolóxica tivo como orixe común a molécula de ARN. Cando a complexidade pervive é porque existe unha información asociada que lle confire reproducibilidade; como un libro de instrucións para construír un moble a partir de táboas e parafusos, como unha receita culinaria que pasa de pais a fillos nunha folla de caderno.

É así coa tecnoloxía humana, a música ou o propio texto que estás a ler, hoxe almacenado en ceros e uns, como símbolos do alfabeto binario informático, e transmitidos a calquera parte do mundo. Tamén é así coa información nos nosos xenes, hoxe almacenados en longas listas combinando catro símbolos que conforman o alfabeto xenético, común a todo organismo que chamamos vivo. (E vivo... no noso planeta polo menos). O ARN foi así o primeiro disco duro de información xenética.

Pero non foi o único. De feito non foi o que se impuxo nos organismos superiores como nós, que gardamos as nosas instrucións en longas cadeas de ADN, unha sucesión de moitas follas de caderno que pasamos á nosa descendencia con moi poucos cambios. Só algúns virus almacenan información en forma de ARN. ¿Por que usamos ADN para almacenar información e non ARN, se este último é igual de capaz? As tecnoloxías sofren flutuacións, cambios aleatorios que poden afectar á súa presentación final, como aconteceu coa fita VHS fronte ao Beta ou ao Video 2000. O progreso non sempre responde ao máis conveniente ou eficiente, senón simplemente, en moitas ocasións, a cuestións aleatorias, incontrolables. Pero por momentos, os saltos cualitativos poden impoñerse coa suficiente forza como para desterrar a tecnoloxía previa, como é o caso da aparición do DVD.

No noso grupo de investigación de IMDEA nanociencia, e en colaboración co Centro Nacional de Biotecnoloxía (CSIC), urdimos nesta cuestión preparando soportes xenéticos de ADN e de ARN e provéndoos do mesmo código fonte, unha secuencia proba sacada dun virus chamado lambda que infecta bacterias. Comparamos moléculas de dobre hélice de ADN e ARN con esta mesma secuencia para ver a flexibilidade dos devanditos soportes materiais. As preguntas últimas que espertaron a nosa curiosidade son que moléculas son máis estables mecanicamente e cales poden dar lugar a procesos máis eficientes de compactación de datos ou ao seu procesamento por nanomáquinas implicadas na replicación e transcrición (polimerasas e helicasas, entre outras), auténticos robots de lectura e copia da información que residen nas nosas células. Os devanditos experimentos realizáronse coa técnica de pinzas ópticas, pinzas láser que operan na nanoescala e que permiten manipular estas moléculas polos seus extremos, unha por unha, estirándoas como resorte. Tamén, mediante o uso dunha punta de dimensións atómicas logramos seguir os seus contornos. Esta metodoloxía, coñecida como microscopía atómica de forzas, opera como a punta dun tocadiscos sobre un vinilo: permite detectar rugosidades sobre unha superficie. No noso caso, as ditas rugosidades eran as moléculas de ADN e ARN depositadas sobre unha superficie plana de mica. Deste xeito conseguimos ver as súas diferentes lonxitudes e grosores, como se estivésemos a comparar os tamaños das fitas VHS e Beta.

O traballo, publicado recentemente no Journal of the American Chemical Society, demostra que a dobre hélice de ADN é máis ríxida ao estiramento e máis flexible á torsión que a de ARN. Poderiamos dicir que un axeitado balance entre estabilidade mecánica da estrutura de dobre hélice e flexibilidade fronte a torsión fai posible que o ADN sexa un soporte máis seguro e, probablemente, recoñecible polas proteínas, por un lado, e máis maleable, por outro. O último podería conferirlle vantaxes fronte ao ARN nos procesos de compactación (en forma de cromosomas ou no interior de cápsidas víricas) e podería implicar que o procesamento da información por máquinas nanoscópicas tivese un menor custo enerxético.

Richard Feynman, físico teórico do século XX, rendeuse ás tecnoloxías da información da vida. Rendeuse a feitos moi coñecidos polos biólogos pero extraordinarios dende o punto de vista da enxeñería; por exemplo, ¿como pode ser que en diminutas células caiba toda a información relativa a unha criatura complexa coma nós? Os físicos parafraseamos no noso subconsciente a Feynman. Pero é agora, grazas ás técnicas de manipulación na nanoescala, cando podemos responder a estas preguntas co peso do método científico. E é agora cando se nos están a abrir as portas, inspirados pola bioloxía molecular, ao deseño de dispositivos de almacenamento e recoñecemento de información en tamaños tan pequenos.

(Fonte: El País)