Un cambio artificial del ADN, paso previo para su uso biotecnológico

Científicos de la Universidad de Granada han demostrado, por primera vez, que introducir pequeñas modificaciones químicas en moléculas de ADN permite la introducción de iones metálicos en su interior, manteniendo su estructura original de doble hebra y sus propiedades de reconocimiento.

Este avance da pie al empleo de moléculas híbridas de tipo metal-ADN en aplicaciones muy variadas en áreas de Biotecnología o de Biomedicina, ya que la estructura del ADN permanece casi inalterada y los iones metálicos aportan nuevas propiedades a las moléculas de ADN, tales como fluorescencia, conductividad, magnetismo o propiedades catalíticas.

Este trabajo de investigación se ha llevado a cabo en el Departamento de Química Inorgánica de la UGR, y lo ha dirigido Miguel A. Galindo Cuesta con la financiación de los proyectos europeos Marie Curie y Junta de Andalucía, de los que ostenta la condición de investigador principal.

Interacciones por iones metálicos de plata

La formación de estos híbridos metal-ADN se han conseguido realizando modificaciones químicas sutiles en algunos de los constituyentes de las moléculas de ADN, que permiten mantener inalteradas sus propiedades naturales de auto-reconocimiento y que, a su vez, facilitan la incorporación de iones metálicos en su interior.

La estructura del ADN y algunas de sus propiedades fueron descritas por James D. Watson y Francis Crick (Premios Nobel en 1953), y las interacciones específicas que ocurren en su interior se denominan interacciones Watson-Crick.

El grupo de investigación de la UGR ha conseguido transformar estas interacciones Watson-Crick en interacciones similares pero llevadas a cabo por iones metálicos de plata. Esto da lugar a moléculas híbridas de ADN con una alta estabilidad y capaces de albergar iones metálicos en posiciones específicas y controladas a lo largo del interior de moléculas de ADN.

Esto constituye un importante avance ya que, por primera vez, se obtienen moléculas de ADN de elevado tamaño que mantienen inalteradas sus propiedades naturales (complementariedad de sus bases) y donde los iones metálicos están posicionados en el interior de toda la molécula de ADN.

Propiedades naturales de la molécula, ahora preservadas

Según ha explicado el profesor de la UGR Miguel A. Galindo Cuesta, “hasta el momento, la comunidad científica internacional sólo había conseguido introducir pequeñas cantidades de iones metálicos en algunas secciones de la estructura de ADN y mediante sofisticados cambios químicos en la estructura de ADN que hacían perder sus propiedades naturales, limitando por tanto sus aplicaciones”.

En la actualidad, el grupo de investigación amplía esta estrategia, en colaboración con Luis Javier Martínez, del Centro de Genómica e Investigación Oncológica (Genyo), para preparar sistemas metal-ADN a escala nanométrica con estructuras muy bien definidas mediante el uso de procesos enzimáticos de replicación de ADN, y así desarrollar híbridos metal-ADN con potenciales aplicaciones biotecnológicas dirigidas a la Medicina y la Nanotecnología.