Científicos crean primer organismo semisintético estable

Genética, Biología y Química

Por Sophimania Redacción
1 de Diciembre de 2017 a las 12:53
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Científicos crean primer organismo semisintético estable
El ADN está compuesto por 4 nucleóbases: C, A, T, G. Imagen: Internet

Científicos estadounidenses han ampliado los componentes básicos del ADN para crear un organismo semisintético estable que pueda producir compuestos biológicos completamente nuevos. Los resultados han sido publicados en la revista Nature.

El ADN que constituye esencialmente todos los seres vivos en la Tierra consiste de cuatro nucleótidos básicos, pero la nueva forma de vida desarrollada por los investigadores utiliza seis.

El organismo semisintético (SSO) diseñado por un equipo en el Instituto de Investigación Scripps en California está hecho de las mismas nucleobases: adenina (A), citosina (C), guanina (G) y timina (T), pero también tiene dos nucleótidos antinaturales. De hecho, esto le da dos letras adicionales, X e Y, para formar sus pares de bases de ADN.

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Los investigadores aunmentaron un par mas de nucleobases al ADN del E. coli. Imagen: Getty

En 2014, los miembros del mismo equipo de investigación diseñaron este tipo de pares de bases de ADN sintético y mostraron que podría incorporarse a una forma modificada de la bacteria E. coli. Al hacerlo, crearon el primer organismo vivo con letras adicionales en su alfabeto de ADN, dándole un código genético expandido que hipotéticamente podría permitir nuevos tipos de procesos biológicos.

Pero este organismo semisintético no era estable, si bien podía mantener sus nucleótidos antinaturales, no podía mantenerlos indefinidamente durante la división celular. "Tu genoma no es estable solo por un día", explicó el investigador principal Floyd Romesberg a principios de año. "Tu genoma tiene que ser estable para toda tu vida. Si el organismo semisintético va a ser realmente un organismo, tiene que ser capaz de mantener establemente esa información".

Como solución, el equipo ideó una forma para que el organismo semisintético se aferre con éxito a su par de bases X e Y antinaturales, gracias a un nuevo transportador de nucleótidos que permite una mejor replicación del ADN, una molécula Y optimizada y un sistema de ingeniería refinado usando el CRISPR-Cas9.

El resultado, presentado en enero, fue el primer organismo estable formado utilizando el código genético expandido de 6 letras. Ahora, en un nuevo estudio publicado hoy, el equipo anuncia mejoras adicionales a este tipo de estabilidad molecular, con una bacteria semisintética que puede transcribir y traducir sus nucleótidos X e Y antinaturales con la misma eficacia que los nucleótidos A, C, G y T

A través de un nuevo proceso de transcripción, el organismo puede sintetizar proteínas que contienen los aminoácidos no canónicos (ncAAs), y el proceso podría arrojar luz sobre nuevas formas de replicar moléculas con menos dependencia de los enlaces de hidrógeno.

"Sorprendentemente, esto revela que para cada paso de almacenamiento y recuperación de información, los enlaces de hidrógeno, tan obviamente centrales para los pares de bases naturales, pueden al menos ser reemplazados en parte por empaquetamientos complementarios y fuerzas hidrofóbicas", explica el equipo. "A pesar de su novedoso mecanismo de decodificación, los codones no naturales se pueden decodificar con la misma eficiencia que sus contrapartes totalmente naturales".

Los subproductos son los primeros de una nueva generación de proteínas derivadas de forma semi-sintética que nunca antes hemos visto en la naturaleza, gracias a su incorporación estable e indefinida del par de Bases No Naturales (UBP por sus siglas en inglés).

"Hemos examinado la decodificación de solo dos codones no naturales, pero es poco probable que el UBP se limite a estos", explican los investigadores. "Por lo tanto, es probable que el organismo semisintético reportado sea solo el primero de una nueva forma de vida semisintética que puede acceder a una amplia gama de formas y funciones que no están disponibles para los organismos naturales".

Hacía donde exactamente nos lleva esto, es por ahora, incierto, pero es bastante claro que la complejidad de la vida en el Planeta Tierra dio un gran paso adelante; e indica que de existir vida en el espacio esta podría ser distinta a la de nuestro planeta.

 

FUENTES: WASHINGTON POST, SCIENCALERT

 

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