Nuevas letras para el código genético

Una de las noticias de ciencia “MÁS IMPORTANTES” de este año 2014

La primera forma de vida celular surgió hace unos 3.800 millones de años. Desde entonces todos los seres vivos seguimos empleando el mismo sistema tripartito DNA-RNA-proteínas: el DNA como molécula portadora de la información hereditaria, las proteínas como moléculas con acción enzimática y de síntesis, y el RNA como molécula reguladora e intermediaria (el DNA se transcribe a RNA que se traduce a proteína). El genoma de todos lo seres vivos está formado por secuencias de sólo cuatro moléculas, los nucleótidos adenina (A), citosina (C), guanina (G) y timina (T). La doble hebra de DNA se forma al emparejarse la A con la T y la G con la C (en el RNA la T es sustituida por otro nucleótido, el uracilo U). La célula es capaz de “leer” esta información en grupos de tres nucleótidos, denominados codones, para ir añadiendo aminoácidos a las proteínas que se están sintetizando en los ribosomas. Así, a un determinado codón (por ejemplo, TTA) le corresponde un aminoácido concreto (en este caso, la leucina). De esta forma la información genética escrita en el DNA con cuatro letras se acaba traduciendo en proteínas formadas por unos 20 aminoácidos diferentes.

El libro de la vida está escrito con sólo cuatro letras: A, C, G y T

Ahora, la revista Science (1) acaba de elegir las 10 noticias de ciencia más importantes del año 2014, y entre ellas está la creación por primera vez de un organismo vivo capaz de incorporar un tercer par de nucleótidos artificiales a su código genético (2). En concreto, han desarrollado una bacteria Escherichia coli capaz de replicar (hacer copias) de un plásmido (una pequeña molécula circular de DNA) que lleva una nueva pareja artificial de nucleótidos, denominados d5SICS y dNaM. De esta forma han creado el primer organismo semi-sintético que lleva un nuevo alfabeto genético.

Escherichia coli no puede sintetizar esos nuevos nucleótidos, ni incorporarlos del medio de cultivo. Por eso, lo primero que hicieron fue generar una cepa de Escherichia coli que expresara un transportador en su membrana capaz de introducir los dos nucleótidos artificiales al interior de la bacteria. Los genes de ese transportador los obtuvieron del alga diatomea Phaeodactylum tricornutum. Comprobaron que los nucleótidos artificiales no eran tóxicos para la bacteria y que permanecían estables durante un tiempo en su interior. Luego, demostraron que las polimerasas de Escherichia coli eran capaces de incorporar los nucleótidos artificiales y replicar con fidelidad un plásmido que contenía esos nucleótidos. Además, ese DNA artificial con tres pares de bases esta estable y no era degradado por los sistemas de reparación del DNA bacteriano. Esta cepa de Escherichia coli es el primer organismo con una DNA formado por tres pares de bases, en vez de dos: A-T, C-G y d5SICS-dNaM.

Diseñan una bacteria semi-sintética con un nuevo alfabeto genético

De momento, no está muy claro qué hace la bacteria con estas nuevas letras en su alfabeto, no se sintetizan nuevas proteínas. Pero este trabajo abre nuevas posibilidades para la biología sintética. Con más letras se pueden construir más palabras y el mensaje se puede hacer más sofisticado. En teoría con cuatro nucleótidos (A, C, G, T) podemos construir proteínas con alrededor de unos 20 aminoácidos. Pero añadiendo dos nuevas bases (d5SICS y dNaM) en teoría se podrían construir hasta 172 aminoácidos diferentes.

Nuevo alfabeto

El resultado podría ser un organismo vivo con características nuevas, que nunca se hayan dado en la historia del planeta. Nuevos aminoácidos podrían generar nuevas proteínas y dotar a la célula con nuevas funciones.

Biología sintética: nuevo código genético, nuevos aminoácidos, nuevas proteínas, nuevas funciones

Este trabajo abre la puerta a la producción y evolución de nuevas proteínas con diferentes aminoácidos no naturales. Pero antes habrá que conseguir que la propia bacteria fabrique los nuevo nucleótidos, para no tener que depender de ellos. Además, habrá que comprobar que el genoma completo de la bacteria con estos nucleótidos extraños es estable y la bacteria viable. De todas formas, este trabajo supone un nuevo hito en la biología sintética y bien merece estar entre los “top ten” de este año 2014.

(1) Breakthrough of the year 2014. Science. 2014. 346 (6216): 1444-1449. doi: 10.1126/science.346.6216.1444

(2) A semi-synthetic organism with an expanded genetic alphabet. Malyshev, D.A., et al. 2014. Nature. 509: 385–388. doi: 10.1038/nature13314

Artículos relacionados

Biología sintética y ciencias sociales, un diálogo difícil Joly, Pierre-Benoit Raimbault, Benjamin IyC 10/2014
Crear vida de la nada Dorit, Robert L. IyC 3/2014
Simulación de una célula viva Covert, Markus W. IyC 3/2014
Biología sintética Alonso, Luis IyC 6/2013
Biología sintética Baker, David Collins, Jim Church, George M. IyC 8/2006
Moléculas sintéticas autorreplicantes Rebek Jr., Julius IyC 9/1994
Añadir comentario
Nombre*
Email*
Sitio web
Contenido*
Prensa Científica se reserva el derecho a eliminar los comentarios que no cumplan las normas de uso.
Tu correo electrónico no será mostrado ni compartido con terceros. Puedes consultar nuestra política de privacidad.

images14b51141-0aef-42ab-9194-4e096afee532-originaltumblr_n1w7r4sqFG1rnbafjo1_400

Prensa Científica – Muntaner 339, pral 1a. – 08021 Barcelona – España – Tel: 93 414 33 44

Quieren ver testimonios increibles entren en este video

Anuncios

Responder

Introduce tus datos o haz clic en un icono para iniciar sesión:

Logo de WordPress.com

Estás comentando usando tu cuenta de WordPress.com. Cerrar sesión / Cambiar )

Imagen de Twitter

Estás comentando usando tu cuenta de Twitter. Cerrar sesión / Cambiar )

Foto de Facebook

Estás comentando usando tu cuenta de Facebook. Cerrar sesión / Cambiar )

Google+ photo

Estás comentando usando tu cuenta de Google+. Cerrar sesión / Cambiar )

Conectando a %s