Si cree que se ve difícil con un hilo de tamaño normal, imagínese tratando de coser una hebra minúscula de ADN. Lee Strickland / Getty Images No te culpamos por querer hacer del ADN tu proyecto de costura. Después de todo, El ADN forma nuestro código genético y, como tal, ejerce un tremendo poder biológico. Le dice a nuestras células qué hacer. Cuando crecemos dos pies en lugar de decir, dos aletas, es porque nuestras células siguen las instrucciones codificadas en nuestro ADN. Y cuando desarrollamos tumores, nuestras células siguen las instrucciones del ADN, también.
¿Y si pudieras alterar tu código genético? ¿Y si fuera tan fácil como acolchar? ¿Podrías juntar el código "alto" con el código "oscuro y guapo", haciéndote alto oscuro y guapo?
La respuesta es un rotundo "no" por varias razones. Primero, tan inteligentes como son los genetistas, todavía no han identificado la mayoría de los genes que nos hacen altos, oscuro y guapo. Segundo, una vez que crecemos más allá de ser una bola de unas pocas células al principio del desarrollo, Técnicamente se vuelve muy difícil alterar el ADN en todas nuestras células. En adultos, eso requeriría retoques con alrededor de 100 billones de células [fuente:Boal].
Hay otra falla en su proyecto:esa máquina de coser. Si trataste de manipular tu ADN con una máquina de coser, lo aplastarías. De media, la aguja de una máquina de coser tiene aproximadamente 1 milímetro de diámetro [fuente:Schmetz]. El ancho de un cromosoma humano es al menos 500 veces más pequeño [fuente:Campbell et al.]. Además, El ADN es bastante frágil. No puede soportar mucha fuerza sin romperse. De hecho, si colgó un clip de papel, uno que era 50 millones de veces más liviano que la variedad de oficina, en el extremo del ADN, lo romperías [fuente:Terao].
Entonces, a menos que sea un científico experto en terapia génica, no tiene el equipo o los conocimientos para alterar su ADN. Pero afortunadamente tus células lo hacen y unen el ADN todos los días sin tu ayuda. Siga leyendo para aprender sobre la máquina de coser de la naturaleza.
ADN el proyecto de costura en cuestión SMC Images / Getty Images Si ha leído Cómo funcionan las células, sabes que nuestras células se dividen. Es como nos mantenemos crecer y reparar lesiones. Si eres un adulto le sorprenderá saber que 2 millones de células en su médula ósea se dividen cada segundo para mantener suficientes glóbulos rojos en su sangre [fuente:Becker].
Cada una de sus nuevas células de la médula ósea se ve y actúa como las viejas. ¿Por qué? Porque tienen las mismas instrucciones genéticas en forma de ADN. Las células viejas se esfuerzan mucho por copiar su ADN y transmitirlo a las células nuevas. Podría pensar que sucede como copiar en una fotocopiadora, donde las células viejas guardan su ADN antiguo, y las nuevas células obtienen nuevo ADN. Pero lo que sucede en cambio es más como coser.
Si pudiera mirar dentro de una de sus células viejas de la médula ósea, vería que el ADN está formado por dos hebras "cosidas" entre sí por enlaces químicos. Cuando la célula se divide, una enzima de "tijeras", llamado helicasa , rompe las dos hebras. Como alfileres proteínas de unión Mantenga las dos hebras separadas. ADN polimerasa , una enzima que es como el mejor sastre de la ciudad, sigue la plantilla de las hebras viejas y cose una hebra nueva hecha de bloques de construcción en la celda. Después de que las células se dividieron, cada uno tiene un ADN "hecho a medida" hecho de una hebra nueva y una vieja. La replicación del ADN es un proceso asombroso e intrincado que puede conocer en Cómo funciona el ADN.
Ahora que sabemos cómo nuestras células completan este proceso de manera capaz y constante, Veamos cómo se comparan las aspirantes a costureras científicas.
Un esquema de la máquina propuesta por Doyle donde W es el ancho, L es longitud, E es campo eléctrico, X es movimiento horizontal e Y es movimiento vertical. Imagen cortesía de Patrick Doyle, Departamento de Ingeniería Química del MIT Puede que no suceda en una máquina de coser Singer con pedal, pero los científicos a menudo "cosen" pedazos del ADN de un organismo con el de otro. El resultado se llama recombinante o " quimérico " ADN , nombrado por quimeras, las criaturas míticas que son parte león, parte cabra y parte serpiente.
A menudo, los científicos insertan ADN humano en ADN bacteriano o de levadura [fuente:Tamarin]. Con un poco de ingeniería adicional, las bacterias y las levaduras pueden absorber el ADN recombinado y seguir las instrucciones como si nada. Luego, los organismos producen proteínas humanas. El proceso tiene muchas aplicaciones en la investigación, industria y medicina. Ahora, las bacterias y las levaduras producen grandes cantidades de insulina humana, que se utiliza para tratar a los diabéticos [fuentes:Laboratorio Nacional Cold Spring Harbor, Eli Lilly].
Además de coser ADN, los científicos también lo están arreglando. Nuestro ADN está enrollado enroscado, enroscado. Para estudiarlo, necesitas enderezarlo. Una forma popular es unir una cuenta a cada extremo del ADN, recoja las cuentas con un rayo láser y separe las cuentas suavemente, dice Patrick Doyle, profesor de ingeniería química en el MIT.
¿Qué diablos hacen los científicos con el ADN enderezado? En Cómo funciona la epigenética, aprenderás que el mundo exterior, e incluso el mundo de nuestros padres, puede influir en cuál de las instrucciones de nuestros genes sigue nuestro cuerpo. El medio ambiente puede "hablar" con nuestras células a través de moléculas que dirigen la lectura de nuestro ADN. Al enderezar el ADN, o al menos desenrollarlo un poco, los científicos pueden estudiar estas modificaciones. Pueden observar cómo las proteínas unen sustancias químicas a nuestro ADN o activan y desactivan los genes. Otro uso del truco de las cuentas es probar si los medicamentos destinados a unirse al ADN funcionarán. Los científicos pueden detectar si el fármaco se ha unido al ADN midiendo los cambios en la tensión de la bobina [fuente:Doyle].
Si lo que quieres son maquinas, sí, los investigadores están construyendo pequeños dispositivos que no cosen pero sí enderezan el ADN. Doyle está haciendo uno del tamaño de un sello postal que envía ADN en una corriente de líquido a través de un embudo, enderezarlo. Podría convertirse en parte de un sensor ambiental que succiona organismos del aire y detecta microbios peligrosos por su secuencia de ADN. ¿Le gustaría poner el dispositivo de Doyle en su sótano, al lado de tu máquina de coser? No tan rápido:no está a la venta, y cuesta más de $ 10, 000 para hacer.
Pero el dispositivo que gana el premio por parecerse un poco a una máquina de coser de ADN vive en los laboratorios de la Universidad de Kioto. Un poco más grande que una tarjeta de crédito también usa líquido para empujar el ADN alrededor de un chip. En un artículo de 2008 publicado en la revista Lab on a Chip, los investigadores demostraron que podían desplegar un fajo de cromosomas de levadura y, usando líquido que fluye y un pequeño gancho, despegarlos y pegarlos a los postes. Luego, dejar que los cromosomas se vuelvan a enrollar, los enrollaron alrededor de dos carretes [fuente:Terao]. Los ganchos y carretes miden en millonésimas de metro; miles podrían caber en la cabeza de un alfiler. Si bien el dispositivo no se ha probado con ADN humano, Doyle dice que la demostración técnica de maltrato durante mucho tiempo, ADN fácilmente rompible sin romperlo era "bastante bueno". "La suya fue una forma inteligente de tomar cualquier hebra grande de ADN y moverla, " él dice.
Así que no se puede unir ADN con una máquina de coser convencional, pero los científicos pueden manipular el ADN para nuestro beneficio. Siga leyendo para ver qué más están haciendo los científicos en el campo de la genética.
Gracias especialesGracias a Ponzy Lu de la Universidad de Pensilvania y Patrick Doyle del MIT por su ayuda con este artículo.
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Fuentes
