Tres modos distintos de crear biología sintética

RECETAS DE LABORATORIO
Cuando más es mucho mejor
Ampliar la cantidad de letras del ADN trae como
consecuencia que este pueda producir nuevas proteínas.
Nucleoide
1 El ADN está construido
por cuatro bases
nitrogenadas:
A (adenina), C
(citosina), G (guanina)
y T (timina), que se
agrupan en pares (A-T
y C-G), conocidos
como pares de bases.
Ribosomas
Citoplasma
Plásmido
3 Con los aminoácidos
se forman proteínas
que definen la célula y
controlan las funciones
y los sistemas del
cuerpo.
ADN
4 bases nitrogenadas,
2 pares de bases
aminoácidos
ADN
6 bases nitrogenadas
3 pares de bases
ARN
6 bases
PROTEíNAS
se pueden
construir unos
172
aminoácidos
3 - Experimento AXN
Científicos del Instituto de Investigación
Scripps han logrado agregar dos nuevas
letras en el ADN de una bacteria.
X
X
2 - Bases reordenadas
Cuando la tecnología permite copiar y pegar un cromosoma del ADN, cualquier cosa es posible
Núcleo
Ribosoma
Citoplasma
X
X
Y
X Y
1 Se crean en laboratorio
un par de bases
nitrogenadas sintéticas
(d5SICS y dNaM) a las
que llaman X e Y.
Y
Y
X
Y
X
X
Y
Y
X
2 Desarrollan una línea de E. coli
que expresa un transportador
capaz de llevar el par de bases X-Y
al interior de la célula, donde se
añaden a un plásmido.
Por primera vez se crea ADN
de células con núcleo (eucariotas).
Eucariotas
Celulas con
núcleo, donde
se encuentra
el ADN, como
la levadura
de cerveza
y la célula
humana.
Y
X
X
Y
X
Y
3 Mientras se mantiene
en un sustrato con X-Y,
la bacteria muestra un
nucleoide sintético con el
par X-Y en su ADN.
1 Se copia la secuencia
del cromosoma 3, el
más pequeño de la
levadura Saccharomyces
cerevisiae.
Y
Y
4 Durante la
división celular, la
polimerasa natural
replica el ADN que
contiene X-Y.
CONSTRUYENDO UN NUEVO ADN
X
5 Cuando se retira
X-Y del ambiente, la
célula los elimina de
su ADN y retorna a su
estado natural.
3 Se sintetizan
pequeñas cadenas 4 Mediante reacciones
de polimerasa en
con la secuencia
cadena se unen
modificada.
las secuencias en
hebras de unos 750
pares de bases.
2 Con ayuda de
un ordenador,
se modifica la
secuencia.
Ya se había creado ADN de
bacterias (procariotas) y virus.
Virus
Microorganismos
acelulares,
parasitan una
célula para
replicarse.
Procariotas
Células sin
núcleo, el ADN
se agrupa en
un nucleoide
sin envoltura.
6 Los fragmentos se recombinan hasta
que reemplazan completamente el
cromosoma por uno artificial.
5 Ya en el interior
de la levadura,
las hebras se
agrupan en
trozos de entre
2.000 y 4.000
pares.
Científicos del Laboratorio de Biología Molecular
de Cambridge han conseguido crear ADN artificial,
o sintético. Se trata de AXN, un polímero sintético
que puede almacenar la misma información que el
ADN, pero con otra distribución de las moléculas.
O directamente con otras moléculas. El ADN y
el ARN están formados por tres componentes
químicos: un fosfato, un grupo de azúcares con
cinco átomos de carbono (y que puede ser el
grupo desoxirribosa, que da la D en el ADN, o
ribosa, que etiqueta al ARN) y una de las cinco
bases: adenina, timina, citosina, guanina y uracilo
(solo en el ARN). En la investigación, las moléculas
desoxirribosa o ribosa, en lugar de tener los
cinco átomos de carbono normales, solo tenían
cuatro o llegaban a los siete. Por si fuera poco,
una de las moléculas tiene un átomo de flúor.
A pesar de estos cambios, el AXN (la X es por
xeno, es decir, externo) sigue siendo funcional y
estructuralmente análogo al ADN, pero también
tiene elementos artificiales en la configuración
“normal”. Este avance ha conseguido por primera
vez que el AXN se replique y evolucione del mismo
modo que hace el ADN en la naturaleza.
HEARST INFOGRAFÍA
Y
El experimento se llevó a
cabo en una bacteria que
habita en el intestino
de la mayoría de los
mamiferos, incluidos los
humanos, la Escherichia
coli (E. coli).
PROTEíNAS
se pueden
construir hasta
20
1 - U n genoma
con nuevas letras
CÓMO SE AUMENTA
EL ALFABETO DEL ADN
ARN
4 bases
ANTES
Así funciona el ADN...
2 En el ARN se replica
el código genético.
Se encarga de
transportar y transferir
la información para
sintetizar aminoácidos
en los ribososmas.
DESPUÉS
Se han conseguido tres modos distintos de crear biología sintética. Entramos en la cocina de la vida para ver qué se cuece. Y cómo