miércoles, 15 de diciembre de 2010

Lectura cuántica del ADN

Ahora, Stuart Lindsay, biofísico del Instituto de Biodiseño de la
Universidad Estatal de Arizona, ha demostrado una técnica que puede
conducir a una lectura rápida y de bajo costo de genomas enteros,
mediante el reconocimiento de las unidades químicas básicas: las bases
que forman la doble hélice de ADN. Una técnica asequible para la
secuenciación del ADN sería un enorme avance para la medicina,
permitiendo la inspección genómica clínica de manera rutinaria para
lograr diagnósticos más precisos y fiables, el diseño de una nueva
generación de medicamentos personalizados e incluso los ajustes
genómicos más adecuados para mejorar la resistencia celular a una
infección viral o bacteriana.

La técnica de Lindsay para leer el código de ADN se basa en una
propiedad fundamental de la materia conocida como efecto de túnel
cuántico, que opera a escalas subatómicas. Según la teoría cuántica, las
partículas elementales como los electrones pueden hacer algunas cosas
que para el entendimiento humano y la física clásica resultan muy
extrañas, cuando no contrarias a lo asumido como inamovible. Tales
partículas subatómicas tienen una naturaleza dual, de partícula y de
onda, y una de las consecuencias de esto es que un electrón tiene
algunas probabilidades de lograr pasar de un lado a otro de una barrera,
independientemente de la altura o anchura de la misma.

Un electrón puede además realizar esta hazaña incluso cuando la energía
potencial de la barrera supera la energía cinética de la partícula. Este
tipo de comportamiento es conocido como efecto de túnel cuántico, y el
flujo de electrones es una corriente de túnel cuántico. El efecto de
túnel cuántico se limita a pequeñas distancias, tan pequeñas que pueden
permitir la lectura automática de una base de ADN (las hay de cuatro
clases en el código genético: A, T, C y G). El grupo de Lindsay ha
desarrollado un método que aprovecha esta circunstancia y además evita
los problemas derivados de la sensibilidad a la distancia, la cual hace
que las vibraciones del ADN, o la intervención de moléculas de agua,
estropeen la señal del túnel.

Los investigadores han demostrado que las bases individuales dentro de
una cadena de ADN pueden ser leídas con túneles, sin interferencia de
las bases vecinas. Cada base genera una señal electrónica distinta,
formada por picos de un tamaño y frecuencia determinados que sirven para
identificar cada base. Sorprendentemente, con esta técnica es posible
reconocer incluso un pequeño cambio químico que algunas veces la
naturaleza usa para ajustar con precisión la expresión de genes, lo que
se conoce como código epigenético. Mientras que el código genético de un
individuo es el mismo en cada célula, el código epigenético es
específico de determinadas células y tejidos, y, a diferencia del
genoma, el epigenoma puede responder a los cambios ambientales
registrados durante la vida del individuo.

--
Cordialmente,

Abel Hernández García
Director de ¿K'atsiyatá? La Revista Cultural de Papantla

Visita:
http://culturaenpapantla.blogspot.com/
http://www.youtube.com/user/katsiyata?feature=mhsn