Consiguen sintetizar más del 50% del ADN de un ser vivo
Un equipo de científicos del Reino Unido ha logrado crear una célula de levadura con más de la mitad de su ADN sintetizado en el laboratorio. Se trata de un avance sin precedentes en la biología sintética, que abre la puerta a la creación de nuevos organismos con propiedades únicas.
¿Qué es el ADN sintético?
El ADN sintético es una molécula creada artificialmente que imita la estructura y la función del ADN natural. El ADN natural está formado por cuatro bases nitrogenadas: adenina (A), timina (T), guanina (G) y citosina ©, que se combinan en pares para formar los peldaños de la doble hélice. Cada tres bases forman un codón, que codifica un aminoácido, el componente básico de las proteínas.
El ADN sintético se construye a partir de los mismos bloques químicos que el natural, pero con la posibilidad de alterar el orden de las bases, eliminar algunas o añadir otras nuevas. De esta forma, se puede modificar el código genético de un organismo y cambiar sus características.
¿Cómo se creó el organismo sintético?
Los investigadores del Laboratorio de Biología Molecular de Cambridge (LMB) se propusieron reescribir el genoma completo de una levadura eucariota, un tipo de célula compleja que comparte muchas características con las células humanas. Para ello, utilizaron una técnica llamada síntesis de ADN de novo, que consiste en ensamblar el ADN a partir de fragmentos cortos sintetizados químicamente.
El genoma de la levadura tiene unos 12 millones de pares de bases y unos 6.000 genes. Los científicos decidieron simplificarlo eliminando algunos codones redundantes, es decir, aquellos que codifican el mismo aminoácido que otros. Así, redujeron el número de codones de 61 a 59, sustituyendo tres codones por otros equivalentes.
Para reemplazar el genoma natural de la levadura por el sintético, los investigadores dividieron el ADN sintético en ocho segmentos de unos 1,5 millones de pares de bases cada uno. Luego, introdujeron cada segmento en una célula de levadura mediante un proceso de transferencia genética. Finalmente, fusionaron las células con los segmentos sintéticos para obtener una célula con el genoma sintético completo.
¿Qué implicaciones tiene este descubrimiento?
El organismo sintético, llamado Syn61, es el primero que tiene más de la mitad de su ADN sintetizado desde cero. Aunque tiene una forma alargada y crece más lentamente que la levadura natural, es viable y funcional. Esto demuestra que es posible reescribir el código genético de un organismo eucariota y que este siga siendo compatible con la vida.
Este descubrimiento tiene importantes aplicaciones potenciales en la biotecnología, la medicina y la industria. Por ejemplo, se podría utilizar el ADN sintético para crear organismos con propiedades mejoradas, como mayor resistencia a las enfermedades, mayor producción de biomoléculas o mayor tolerancia a condiciones ambientales extremas. También se podría aprovechar los codones eliminados para introducir aminoácidos artificiales y crear proteínas novedosas con funciones únicas.
Además, este trabajo supone un avance en el conocimiento de la biología fundamental, ya que permite explorar los límites de la vida y la evolución. Los científicos podrán investigar cómo afectan los cambios en el código genético a la expresión de los genes, la estructura de las proteínas y el comportamiento de las células. Así, podrán responder a preguntas como: ¿cuánto se puede simplificar el código genético sin comprometer la vida? ¿qué papel juega la redundancia en la adaptación y la diversidad? ¿qué otros códigos genéticos son posibles en la naturaleza?
Fuentes
Este artículo se basa en las siguientes fuentes:
- Crean un organismo vivo con más de un 50% de ADN sintético: hito histórico de la ingeniería genética
- Crean una célula con más de la mitad de su ADN sintético
- Cómo es el primer organismo vivo del mundo creado por científicos con un código ADN completamente sintético
- Syn61, el primer organismo con un código ADN completamente sintético
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