INVESTIGADOR IDENTIFICA FORMAS PROPIAS DEL ADN. LOGROS DE LA FÍSICA CUÁNTICA Y COMPUTACIONAL

Resumen

LA FÍSICA CUÁNTICA Y LA COMPUTACIONAL PERMITEN VER PROPIEDADES DEL ÁCIDO DESOXIRRIBONUCLEICO (ADN) QUE, A NIVEL EXPERIMEN­TAL, SON DIFÍCILES DE APRECIAR, COMO LAS HUELLAS VIBRACIONALES DE LAS UNIDADES NUCLEICAS QUE INTEGRAN LA MOLÉCULA DE LA VIDA. AL ESTUDIAR FRAGMENTOS PEQUEÑOS, PERO SIGNIFICATIVOS DE ÉSTE, RUBÉN SANTAMARÍA, ACADÉMICO DE LA UNAM, IDENTIFICÓ LAS FOR­MAS PROPIAS DE VIBRAR E INTERACCIONAR DE SUS UNIDADES BÁSICAS: ADENINA, GUANINA, TIMINA Y CITOSINA. EL EXPERTO INDAGA, POR EJEMPLO, CÓMO REACCIONA EL ADN CON COMPUESTOS EN LA CÉLULA. SU ESQUELETO O ESTRUCTURA (TAMBIÉN LLAMADO BACKBONE Y QUE NO COMPRENDE A LAS BASES NUCLEICAS BÁSICAS), FUNGE COMO UN FARO QUE CON SEGMENTOS CARGADOS ELÉCTRICA­MENTE (EN SECUENCIA ALTERNANTE) ANUNCIA A LARGA DISTANCIA LA INTERACCIÓN CON OTROS COMPUESTOS CELULARES. “DESDE LEJOS, ÉSTOS DETECTAN LAS CAR­GAS DEL BACKBONEY, AL ACERCARSE, LAS DE ADENINA, GUANINA, TIMINA Y CITOSINA SE HACEN SENTIR Y MUESTRAN SUS DIFERENCIAS LOCALES, LO QUE LES PERMITE IDENTIFICAR LAS BASES ESPECÍFICAS DEL ÁCIDO DESOXIRRI­BONUCLEICO”, EXPUSO EL INVESTIGADOR DEL INSTITUTO DE FÍSICA. SANTAMARÍA TAMBIÉN MOSTRÓ QUE ASÍ COMO EL HUMANO POSEE UNA HUELLA DACTILAR, EL ADN TIENE UNA VIBRACIONAL, PUES CADA BASE NUCLEICA POSEE UNA MANERA PROPIA DE VIBRAR. HOY EN DÍA, COMO PARTE DEL PROYECTO CARACTERIZACIÓN DE LA ESTRUCTURA Y PROPIE­DADES DEL ADN EN EL MARCO DE LA MECÁNICA CUÁNTICA, SE HA EMPEZADO A EXAMINAR LA INTERACCIÓN DE LA MOLÉCULA DE LA VIDA CON CONTAMINANTES DE LA ATMÓSFERA DE LA CIUDAD DE MÉXICO. SANTAMARÍA Y DANIEL ZAPATA –ESTUDIANTE DE DOCTORADO EN FÍSICA– INVESTIGAN EL SULFITO DE SODIO (NA2SO3) PORQUE, SEGÚN RESULTADOS EXPERIMENTALES DE OTRAS CIENCIAS, AFECTA AL ADN, “AUNQUE NO SE SABE CÓMO NI DÓNDE”. VÍA SIMULACIONES DE DINÁMICA MOLECU­LAR, HACEN INTERACCIONAR EL NA2SO3 CON LAS BASES NUCLEICAS DEL ADN PARA ESTABLECER CÓMO LAS PERTURBA. ÉSTE PUEDE LLEGAR DE MUCHAS MANERAS AL ÁCIDO DESOXIRRIBONU­CLEICO Y PARA CADA FORMA, SE COMPORTA DE MODO DIFERENTE. A ESTAS RESPUESTAS SE LES LLAMA CAMINOS O CANALES DE REACCIÓN. ZAPATA, QUIEN ANALIZA EL PAPEL DE DI­CHAS VÍAS EN LA INTERACCIÓN DE COMPUESTOS CONTAMINANTES CON LAS UNIDADES BÁSICAS DEL ADN, DESCUBRIÓ QUE EL SULFITO DE SODIO, AL ENCONTRARSE CON LA CITOSINA, LE ROBA UN HIDRÓGENO. UN GRUPO DE CIENTÍFICOS CHINOS LO HABÍA DESCUBIERTO, PERO NO SE SABÍA CÓMO SE DABA HASTA QUE EL JOVEN DIO CON LA RESPUESTA. UN PROYECTO A FUTURO DEL CIENTÍFICO ES ESTUDIAR LA INTERACCIÓN DE PROTEÍNAS CON ADN. COMO ETAPA PRELIMINAR, BAJO SU SUPERVISIÓN, TANIA GONZÁLEZ, ALUMNA DE LA MAESTRÍA EN QUÍMICA, CARACTERIZA EL MO­VIMIENTO DE UNA PROTEÍNA CON MECÁNICA CLÁSICA O NEWTONIANA. ELLA TRABAJA CON LA BETA AMILOIDE “POR­QUE HAY MUCHA INFORMACIÓN EXPERIMENTAL, PODEMOS COMPARAR LOS RESULTADOS OBTENI­DOS Y ES IMPORTANTE PARA LA MEDICINA. ÉSTA ES UNA CADENA DE DECENAS DE AMINOÁCIDOS CON UNA CONFIGURACIÓN TRIDIMENSIONAL QUE SE DESENROLLA Y FORMA LÁMINAS DEPOSITADAS EN LAS NEURONAS. SE HAN ENCONTRADO DICHAS PLACAS EN EL CEREBRO DE PACIENTES CON ALZHEIMER, AUNQUE NO SE HA COMPROBADO QUE SEAN LA CAUSA DEL MAL”. UN HALLAZGO MÁS DE SANTAMARÍA AL APLICAR MECÁNICA CUÁNTICA AL ÁCIDO DESOXIRRI­BONUCLEICO ES QUE ESTE POLÍMERO TIENE PARTICULARIDADES, PUES ES FLEXIBLE PARA ENROLLARSE Y GUARDAR LA INFORMACIÓN GENÉTICA, ASÍ COMO PARA DESDOBLARSE Y PERMITIR SU LECTURA. AUNQUE MUCHAS MOLÉCULAS NO SON CAPACES DE ESTO, TALES PROPIEDADES NO SON EXCLUSIVAS DEL ADN. OTRA CARACTERÍSTICA ESENCIAL ES QUE SUS DOS HÉLICES SE ABREN Y CIERRAN CON FUER­ZAS RELATIVAMENTE MENORES PARA QUE OTRAS PROTEÍNAS, ENZIMAS Y MOLÉCULAS ACTÚEN Y LEAN LA INFORMACIÓN GUARDADA CON FINES DE REPLICACIÓN, POR EJEMPLO.