Cómo detectar un defecto en el ADN viendo cómo se retuerce

Imagen: E. Tyler/NIH

Toma el extremo de una cuerda y empieza a darle vueltas como si le estuvieras dando cuerda a un reloj. Llega un momento, más allá de cierto límite de vueltas, en el que se deformará, retorciéndose sobre sí misma hasta formar un bucle enrollado. El mismo tipo de deformación ocurre cuando se pasa de vueltas el ADN (al fin y al cabo es una cuerda biológica). Ahora, un grupo de investigadores ha demostrado que este comportamiento puede usarse para localizar con precisión una sola base desemparejada en la hebra de ADN. Especulan además con que este proceso podría estar ocurriendo en el interior de las células.

Los investigadores dieron vueltas a hebras de ADN con una técnica muy conocida para manipular biomoléculas. Es tan simple, dentro de lo simple que puede ser manejar una sola macromolécula, como sujetar un extremo de la hebra de ADN a una superficie sólida, mientras que el otro extremo se “amarra” a una canica magnética. En estas condiciones la aplicación de campos magnéticos adecuados hace girar la canica sobre sí misma haciendo que el ADN gire sobre sí mismo. Con el tiempo el ADN llega a un punto en el que se retuerce haciendo que la distancia que separa inicialmente la pared y la canica disminuya.

Para comprobar la eficacia de la técnica para localizar los puntos en los que había un defecto de pares de bases, el equipo diseñó una serie de cadenas de ADN con errores colocados con precisión. El número de errores podía ir de 1 a 16 bases adyacentes.

Al realizar los experimentos el ADN se retorcía dos veces. Primero, se doblaba y formaba un bucle en el defecto, lo que tenía como consecuencia una caída repentina de la longitud de la hebra. A partir de ahí la hebra continuaba acortándose conforme cada vez más parte de ella pasaba a formar parte del bucle, mientras que el bucle se desplazaba hacia la superficie sólida. Finalmente, una vez que el bucle tocaba la superficie, se doblaba una segunda vez y aparecía un nuevo bucle.

Los investigadores comprobaron que la disminución de la longitud del ADN entre la formación del primer y el segundo bucle se correspondía con la distancia original entre las bases desemparejadas y la superficie. Demostraron que, incluso en el caso de un único defecto, su técnica podía localizar siempre la posición del defecto.

Este descubrimiento permite descubrir la localización de defectos por medios físicos, sin necesidad de atacar químicamente la molécula de ADN, lo uq epodría ser muy útil para buscar daños en el ADN in vivo.

Referencia:

Andrew Dittmore, Sumitabha Brahmachari, Yasuharu Takagi, John F. Marko, and Keir C. Neuman (2017) Supercoiling DNA Locates Mismatches Phys. Rev. Lett. doi: 10.1103/PhysRevLett.119.147801

Sobre el autor: César Tomé López es divulgador científico y editor de Mapping Ignorance

Este texto es una colaboración del Cuaderno de Cultura Científica con Next

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