Por: Mugs Redacción

Como parte del proyecto Caracterización de la Estructura y Propiedades del ADN en el marco de la Mecánica Cuántica, académicos de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), estudian la interacción del Ácido desoxirribonucleico (ADN), con contaminantes de la atmósfera de la ciudad de México.

Santamaría y Daniel Zapata —estudiante de doctorado en Física— investigan el sulfito de sodio (Na2SO3) porque, según resultados experimentales de otras ciencias, afecta al ADN, “aunque no se sabe cómo ni dónde”.

Vía simulaciones de dinámica molecular, hacen interaccionar el Na2SO3 con las bases nucleicas del ADN para establecer cómo las perturba. Éste puede llegar de muchas maneras al ADN y para cada forma se comporta de modo diferente. A estas respuestas se les llama caminos o canales de reacción.

Zapata, que analiza el papel de dichas vías en la interacción de compuestos contaminantes con las unidades básicas del ADN, descubrió que el sulfito de sodio, al encontrarse con la citosina, le roba un hidrógeno. Un grupo de científicos chinos lo había descubierto, pero no se sabía cómo se daba hasta que el joven dio con la respuesta.

“Ahora podemos ver la película completa: cómo se acerca el compuesto, por donde interacciona y empieza a alterar a la citosina. Al principio no hay daño, pues esta última restaura su forma. Luego, observamos cómo uno de los oxígenos del Na2SO3 toma un hidrógeno de ésta y lo arrebata”, explicó Santamarina.

En este caso, al darse la pérdida, la base nitrogenada referida cambia químicamente. Con tanta polución que respiramos pueden pasar cosas más complicadas en el ADN, pues si bien la célula tiene la capacidad de repararlo, llega un momento en que su maquinaria no es tan precisa e incluso puede sustituir erróneamente una base nucleica y causar una mutación, advirtió.

Aunque el ácido no deja de funcionar, ya no es la molécula inicial y las alteraciones inducidas pueden ser a favor o en contra de la evolución humana. En el caso de otros compuestos causantes de polución se postula que propiciarían desde malestares leves (alergia respiratoria, por ejemplo) hasta cáncer. En el caso del Na2SO3 no se sabe con precisión el resultado.

Por eso, dada la dificultad en reparar al ADN (aún no sabemos cómo hacerlo), para Santamaría lo mejor es anular o neutralizar esos contaminantes de origen. Ayudaría a mejorar la atmósfera de la ciudad de México que la gasolina fuera más limpia. De hecho, en países del primer mundo se invierten fondos para filtrar las emisiones de los comburentes para proteger a los ciudadanos.

Un proyecto a futuro de Santamaría es estudiar la interacción de proteínas con ADN. Como etapa preliminar, bajo su supervisión, Tania González, alumna de la maestría en Química, caracteriza el movimiento de una proteína con mecánica clásica o newtoniana.

Ella trabaja con la beta amiloide “porque hay mucha información experimental, podemos comparar los resultados obtenidos y es importante para la medicina. Ésta es una cadena de decenas de aminoácidos con una configuración tridimensional que se desenrolla y forma láminas depositadas en las neuronas. Se han encontrado dichas placas en el cerebro de pacientes con Alzheimer, aunque no se ha comprobado que sean la causa del mal”.

González ya tiene simulaciones de cómo se desplazan los átomos de esa proteína y lleva a cabo cálculos de mecánica clásica. Al obtener resultados, podrá compararlos con evidencias experimentales. Otra de sus tareas es realizar cálculos preliminares de ese movimiento en dos niveles de teorías: las mecánicas clásica y cuántica. Si los resultados son similares, el estudio continuará con la primera, por ser la herramienta más barata.

Hoy no es factible ver cómo interacciona la beta amiloide con otros compuestos porque el cálculo computacional es oneroso.

Otro hallazgo de Santamaría al aplicar mecánica cuántica al ácido es que este polímero tiene particularidades, pues es flexible para enrollarse y guardar la información genética, así como para desdoblarse y permitir su lectura. Aunque muchas moléculas no son capaces de esto, tales propiedades no son exclusivas del ADN.

Otra característica esencial es que sus dos hélices se abren y cierran con fuerzas relativamente menores para que otras proteínas, enzimas y moléculas actúen y lean la información guardada con fines de replicación, por ejemplo.

Además, preserva los datos genéticos en tan sólo cuatro moléculas orgánicas o unidades nucleicas relativamente fáciles de trabajar por el cuerpo humano. Sus cadenas están cargadas en secuencia alternante, junto con las cargas locales de la adenina, guanina, timina y citosina, para ser vislumbradas por los compuestos presentes en la célula.

El conjunto de estas propiedades moleculares hacen único al ADN. Ningún otro polímero tiene estas características necesarias para crear vida. “Es tan versátil que pensamos que es universal, con alta probabilidad de haber sido creado fuera de la Tierra”, concluyó.