En química, la réplica de información se supone similar a la que realizan los organismos vivos al copiar el ADN: una molécula de doble cadena que contiene información de la secuencia hace dos copias nuevas de la molécula.
Sin embargo, los investigadores del Instituto de Tecnología de California (Caltech) han demostrado que un mecanismo diferente también puede ser utilizado para copiar información.
En esta versión alternativa, los pequeño cristales de ADN replican información sin la ayuda de las enzimas, un ingrediente considerado esencial en la secuencia biológica.
Este descubrimiento sugiere que pueden existir muchos otros mecanismos mucho más sencillos para copiar información que el proceso celular y reflota la idea de que los cristales pueden auto-replicarse que fuera presentada por primera vez por el químico orgánico y biólogo molecular Graham Cairns-Smith en 1965 y que por supuesto causó gran controversia y falta de apoyo en su época.
Ahora, de acuerdo con Erik Winfree, profesor de ciencias de la computación, sistemas neuronales, y bioingeniería en Caltech y autor principal del artículo del PNAS ( Actas de la Academia Nacional de Ciencias de EE.UU. ), esta nueva investigación muestra que la hipótesis de Cairns-Smith sobre el origen de la vida es más plausible de demostrarse de lo que se pensaba.
El mecanismo descubierto equivale a lo que sucede en la obra El Aprendiz De Brujo, cuando éste rompe una fregona mágica con un hacha, produciendo muchas réplicas exactas de la barredora, todas programadas para hacer el mismo trabajo.
Rebecca Shulman, profesora asistente de la Universidad Johns Hopkins y estudiante graduado de Caltech, explica que en el sistema que diseñaron no se hace necesario el estricto control de la separación de hebras de ADN en el mecanismo de copia del genoma.
"Nuestros hallazgos demuestran que existe una desconcertante variedad de formas imaginables de autoréplica y evolución en los sistemas químicos.
Esto pone en tela de juicio si realmente la biología hace las cosas de una única manera posible a nivel molecular."
Los investigadores se basaron únicamente en las reacciones de atar y desatar provocadas por las fuerzas mecánicas de simples archivos moleculares, rompiéndo un cristal en pedazos y demostrando su capacidad química de auto-replicarse generando patrones complejos de dos y tres dimensiones que se corresponden con un rudimentario “genotipo-fenotipo” evolutivo sujeto a presiones selectivas.
Ahora, los científicos profundizan tratando de establecer qué información puede autoreplicarse de esta manera, si sólo secuencias lineales o también patrones bidimensionales, ya que todo sugiere que esto último también sería posible.
El hallazgo podría constituir la base de nuevas tecnologías moleculares para la fabricación de complejos objetos auto-replicantes a nanoescala.
El estudio fue financiado por el Instituto de Ciencias Básicas Miller, la National Science Foundation, y la Administración Nacional de Aeronáutica y Astrobiología del Espacio.
Bernard Yurke, un distinguido investigador de la Boise State en Idaho, es también co-autor del informe.
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