Nanowalker, la molécula de ADN que camina de forma bípeda

Por Francisco R. Villatoro, el 5 abril, 2009. Categoría(s): Bioquímica • Ciencia • Nanotecnología • Noticias • Science • Termodinámica ✎ 1

 

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Hay muchas moléculas (motores moleculares) capaces de caminar de forma bípeda, como un humano. Las más conocidas son las cinesinas y las dineínas (en la figura de la izquierda se muestra cómo caminan sobre microtúbulos). Estas moléculas dotan a las células de un mecanismo para el transporte de macromoleculas y órganulos en el medio viscoso del interior de la célula. Más detalles en el interesante artículo (de acceso gratuito) de Arne Gennerich, Ronald D Vale, «Walking the walk: how kinesin and dynein coordinate their stepsCurrent Opinion in Cell Biology 21: 59-67, February 2009 .

El grupo de investigación de Ned Seeman ha demostrado que ciertas moléculas de ADN también pueden caminar de forma bípeda gracias a su propio movimiento térmico (browniano). Cada «pierna» de la molécula se mueve cíclicamente gracias a la catálisis por hibridación de cadenas de ADN metastables que actúan como combustible. Estas moléculas caminan sin intervención exterior, lo que abre la puerta a importantes avances en nanotecnología. Nos lo cuenta William Sherman, «Building a Better Nano-Biped,» Science 324: 46-47, 3 April 2009 , haciéndose eco del artículo técnico de Tosan Omabegho, Ruojie Sha, Nadrian C. Seeman, «A Bipedal DNA Brownian Motor with Coordinated Legs,» Science 324: 67-71, 3 April 2009 .

Hay muchos moléculas de ADN capaces de caminar (motores moleculares). Muchas son difíciles de controlar. Otras se mueven de forma aleatoria y su trayectoria es prácticamente impredecible, luego inútil. El doctorando Tosan Omabegho y sus dos «jefes» han desarrollado una molécula basada en ADN con dos patas que, cuando una de ellas se posa en el sustrato con «pivotes», envía una señal a la otra pata que cataliza su liberación. El movimiento que resulta es prácticamente en línea recta. Le llaman a la molécula «nanowalker» («nanocaminante»).

La figura de la derecha muestra de forma muy simplificada cómo ejecuta un paso. (A) Nanowalker con un pie en tierra y el otro en el aire. (B) El pie en el aire se posa en un pivote y se hibrida a él. Se libera la parte central del pivote, que corresponde al envío de una señal (C) hacia el pie trasero, que provoca que se levante del suelo (D). En el experimento de verdad las cosas son bastante más complicadas. Omabegho y sus coautores han introducido varias moléculas que permiten saber en qué estado se encuentra exactamente el nanowalker, así como controlar su movimiento si fuera necesario. Su artículo demuestra que dichas moléculas no interfieren en el movimiento ni son responsables del mismo.

El nanowalker no funciona al 100% ya aque sólo en un 74% de las veces es capaz de dar un paso. Lograr que camine durante un largo recorrido requerirá avances futuros. El futuro de este tipo de moléculas es muy prometedor.



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