El ADN tradicional está formado por cuatro pares de bases, A, C, G y T. Pero el sistema genético recién creado está repleto de ocho, el doble de lo que normalmente se encontrarían en moléculas autorreplicantes. El nuevo sistema se llamó "hachimoji" y, lo que es más interesante, puede parecer los componentes básicos de la vida extraterrestre, es decir, los extraterrestres. Un nuevo estudio publicado recientemente en Science describe hachimoji, que significa "ocho letras" en japonés.
Además de los cuatro pares básicos, este sistema genético tiene cuatro bloques de construcción, que aumentan significativamente la densidad de información en comparación con el ADN convencional. Los científicos que envían el trabajo dicen que el nuevo sistema puede ser lo suficientemente robusto para soportar la vida, es decir, apoyar los procesos necesarios para la autorreplicación darwiniana.
ADN alienígena de ocho letras
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Dejemos claro de inmediato que hachimoji no es un organismo autónomo autosuficiente. Más bien, es un modelo de una estructura genética alternativa necesaria para mantener la vida autorreplicante. En la Tierra, solo el ARN y el ADN realizan esta función, pero esto no significa que no puedan existir otras opciones en el espacio. De hecho, los astrobiólogos están muy interesados en este estudio, ya que demuestra otro posible mecanismo del cual la vida podría surgir, evolucionar y volverse compleja.
Los autores del estudio no afirman que el hachimoji exista en todo el universo, pero creen que es posible tomar e "imaginar procesos paralelos", dice Andrew Ellington, coautor de la nueva investigación y biólogo sintético de la Universidad de Texas en Austin. "Al analizar cuidadosamente los roles de forma, tamaño y estructura en el ADN hachimoji, en este trabajo ampliamos nuestra comprensión de los tipos de moléculas que podrían almacenar información sobre la vida extraterrestre en mundos alienígenas".
En el ARN y el ADN normales, la combinación de cuatro pares de bases permite el almacenamiento y la transmisión de información genética. Estos cuatro bloques de construcción de ADN, o nucleótidos, están compuestos de adenina, citosina, guanina y timina, o simplemente A, C, G y T. En el ARN, T se reemplaza por uracilo (U). Las bases básicas codifican aminoácidos, los componentes fundamentales de las proteínas.
Investigaciones anteriores han creado ADN sintético con cuatro letras alternativas en total y un sistema con dos pares de bases adicionales (seis en total), pero en el último estudio, los científicos han aumentado este número a ocho.
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Las cuatro nuevas letras, P, B, Z y S, son aproximadamente similares en estructura y funcionalidad al ADN normal, según una nueva investigación; P y B tienen una función similar a la de las purinas, mientras que Z y S son similares a las pirimidinas. En las pruebas, el sistema genético ha demostrado la capacidad de almacenar y transmitir información, esencialmente imitando el comportamiento molecular del ADN regular de cuatro letras. Es importante destacar que hachimoji también satisface los requisitos de Schrödinger, que definen el sistema darwiniano de evolución molecular (el mismo Schrödinger cuyo gato no está vivo ni muerto). Schrödinger describió cuatro requisitos para la evolución: almacenamiento de información, transmisión, integridad estructural y una forma o estructura física discernible.
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“El ADN de Hachimoji puede hacer todo lo que hace el ADN para mantener la vida. Se empareja de manera predecible y las reglas dictan su estabilidad. El ADN de Hachimoji se puede copiar para crear ARN de Hachimoji, puede sintetizar proteínas directamente. El ARN de Hachimoji puede tener un fenotipo selectivo (estructura física) y, en este experimento, una fluorescencia verde fluorescente.
Laurie Haze, directora interina de la División de Ciencias Planetarias de la NASA, elogió el estudio: "El descubrimiento de la vida es un objetivo cada vez más importante de las misiones científicas planetarias de la NASA, y este nuevo trabajo ayudará a desarrollar herramientas y experimentos efectivos que ampliarán nuestra búsqueda".
“Esta investigación es importante porque el ADN siempre se ha considerado único. Por ejemplo, el ADN es el único material con el que podemos diseñar secuencias con una estabilidad predecible”, dice Floyd Romesberg, genetista del Scripps Institute y autor de un estudio con seis pares sintéticos. “Y como ha demostrado Steve Benner, sus nuevas cuatro letras también cumplen con todos los aspectos de esta estabilidad predecible. Si bien ha habido indicios de que otras cosas además de las cuatro letras naturales del ADN pueden tener esta propiedad, este trabajo realmente lo demuestra por primera vez.
Romesberg también dice que una aplicación importante del alfabeto de ocho letras está en el control de las asociaciones moleculares, es decir, la capacidad de programar la configuración de nucleótidos. El alfabeto de ocho letras, dijo, es inherentemente más específico que el alfabeto de cuatro letras.
“Sin embargo, será inútil si la estabilidad del alfabeto de ocho letras no es predecible o programable”, dice Romesberg. "Al demostrar esto, Steve descubrió nuevas aplicaciones que probablemente aparecerán pronto en su laboratorio".
Los resultados del trabajo pueden conducir no solo a consecuencias astrobiológicas, sino también dejar una marca en el mundo real; por ejemplo, mejorar el equipo de diagnóstico, el monitoreo ambiental (como la detección de virus peligrosos), conducir a la aparición de almacenamiento alternativo de información, proteínas con aminoácidos agregados y nuevos fármacos innovadores. …
Ilya Khel
