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El sistema único descubre pequeños cambios en estructuras de la DNA

Los pequeños cambios en la estructura de la DNA se han implicado en cáncer de pecho y otras enfermedades, pero han sido extremadamente difíciles de descubrir -- hasta ahora.

Usando lo que describen como “nariz química,” los químicos de la orilla del UC pueden “oler” cuando las brocas de la DNA se doblan de maneras inusuales. Su trabajo que diseñaba y que demostraba este sistema se ha publicado en la química de la naturaleza del gorrón.

Si se dobla una serie de la DNA, podría prevenir la transcripción de un gen conectado a ese pedazo determinado de DNA. Es decir esto podía tener un efecto positivo imponiendo silencio a un gen con el potencial de causar el cáncer o de ascender tumores.”

Wenwan Zhong, autor y profesor de la química, Universidad de California, orilla del estudio

Inversamente, el plegamiento de la DNA podía también tener un efecto negativo.

Los “dobleces de la DNA podrían potencialmente guardar las proteínas virales de ser producido para disminuir inmunorespuesta,” Zhong dijo.

Estudiar cómo estos dobleces pudieron afectar seres vivos, positivo o negativo, primero requiere a científicos descubrir su presencia. Para hacer eso, profesor Richard Hooley de la química orgánica de UCR y sus colegas modificaron un concepto que se ha utilizado previamente para detectar otras cosas, tales como componentes químicos en diversos vintages del vino.

Las substancias químicas en el sistema se podían diseñar para buscar casi cualquier clase de molécula del objetivo. Sin embargo, la manera que la “nariz” se utiliza típicamente, él no podría descubrir la DNA. Solamente una vez que el grupo de Hooley agregó adicional, los componentes anticonvencionales podrían la nariz oler fuera su objetivo de la DNA.

Los “seres humanos descubren olores inhalando el aire que contiene las moléculas del olor que atan a los receptores múltiples dentro de la nariz,” Hooley explicaron. “Nuestro sistema es comparable porque tenemos receptores múltiples capaces de obrar recíprocamente con los dobleces de la DNA que estamos buscando.”

La nariz química se compone de tres porciones: reciba las moléculas, las moléculas fluorescentes de la huésped, y la DNA, que es el objetivo. Cuando los dobleces deseados están presentes, la huésped brilla intensamente, alertando a científicos a su presencia en una muestra.

La DNA se hace de cuatro ácidos nucléicos: guanina, adenina, citosina y thymine. La mayor parte del tiempo, estos ácidos forman una estructura de doble hélice que se asemeja a una escalera. las regiones Guanina-ricas doblan a veces de una diversa manera, creando qué se llama un G-quadruplex.

Las partes del genoma que forman estas estructuras quadruplex son extremadamente complejas, aunque los investigadores de la orilla del UC han descubierto que sus dobleces están sabidos para regular la expresión génica, y ellas desempeñan un papel dominante en mantener las células sanas.

Para este experimento, los investigadores quisieron demostrar que podrían descubrir un tipo específico de quadruplex integrado por cuatro guaninas. Haciendo así pues, Zhong dijo que el equipo de investigación intentará emplear su éxito.

“Ahora pensamos que podemos hacer más,” ella dijo. “Hay otras estructuras tridimensionales en la DNA, y queremos entender ésos también.”

Los investigadores examinarán cómo las fuerzas que dañan influencia de la DNA las maneras ellas doblan. También estudiarán el plegamiento del ARN porque el ARN realiza funciones importantes en una célula.

El “ARN tiene estructuras aún más complejas que la DNA, y es más difícil de analizar, pero la comprensión de su estructura tiene gran potencial para la investigación de la enfermedad,” Zhong dijo.

Source:
Journal reference:

Chen, J., et al. (2021). Selective discrimination and classification of G-quadruplex structures with a host–guest sensing array. Nature Chemistry. doi.org/10.1038/s41557-021-00647-9.