Los análogos de ácidos nucleicos sintéticos se conocen como ácidos xenonucleicos, lo cual es apropiado porque “xeno” significa “extraño” o “extraño”. Hasta la fecha, la mayoría de los XNA han sido un poco extraños y contienen una modificación en sólo uno de los elementos estructurales de la estructura del ácido nucleico. Pero se ha desarrollado un nuevo XNA en el que se han alterado múltiples partes de la estructura nucleosídica.
El nuevo XNA es un ácido nucleico treofuranosilo (TNA) desarrollado por científicos de la Universidad de Colonia. Los científicos, la estudiante de doctorado Hannah Depmeier y la profesora de química Stephanie Kath-Schorr, PhD, también desarrollaron un nuevo par de bases adicional.
Los detalles aparecieron en el Revista de la Sociedad Química Estadounidense en un artículo titulado “Ampliando el horizonte del espacio de los ácidos xenonucleicos: tres ácidos nucleicos con mayor almacenamiento de información.”
“[We combined] la resistencia mejorada a la nucleasa del ácido nucleico α-1-treofuranosil (TNA) y la eficiencia y fidelidad de replicación casi natural del par de bases hidrofóbicas no naturales (UBP) TPT3:nombre … [to synthesize] nuevos nucleósidos trifosfatos modificados con un patrón de modificación dual”, escribieron los científicos. “Investigamos la incorporación enzimática de estos componentes básicos de nucleótidos mediante polimerasas compatibles con XNA y confirmamos la síntesis enzimática exitosa de TPT3-TNA modificado, mientras que la preparación de nombre-El TNA modificado presentó mayores desafíos”.
Este trabajo podría conducir a XNA totalmente artificiales que tendrían funcionalidades químicas mejoradas. Por ejemplo, se podrían construir XNA que fueran impermeables a las enzimas naturales. “Nuestro ácido nucleico treofuranosilo”, dijo Kath-Schorr, “es más estable que los ácidos nucleicos naturales ADN y ARN, lo que aporta muchas ventajas para el uso terapéutico futuro”.
Para el estudio, el azúcar desoxirribosa de cinco carbonos, que forma la columna vertebral del ADN, fue reemplazado por un azúcar de cuatro carbonos. Además, el número de nucleobases se incrementó de cuatro a seis.
El azúcar intercambiado es lo que permite al TNA eludir las propias enzimas de degradación de la célula. La degradación ha sido un problema con las terapias basadas en ácidos nucleicos, ya que el ARN producido sintéticamente que se introduce en una célula se degrada rápidamente y pierde su efecto. La introducción de TNA en células que pasan desapercibidas podría ahora mantener el efecto durante más tiempo.
“El par de bases no natural incorporado permite opciones de unión alternativas para apuntar a moléculas en la célula”, añadió Depmeier. Kath-Schorr está segura de que una función de este tipo podría resultar especialmente útil en el desarrollo de nuevos aptámeros, secuencias cortas de ADN o ARN, que puedan utilizarse para el control específico de los mecanismos celulares. Los TNA también podrían utilizarse para el transporte dirigido de fármacos a órganos específicos del cuerpo (administración dirigida de fármacos), así como para el diagnóstico; También podrían ser útiles para el reconocimiento de proteínas o biomarcadores virales.
En su artículo, los científicos afirmaron que su exploración del espacio químico XNA les permitió crear variantes más divergentes con modificaciones en múltiples partes de la estructura nucleosídica. “Este estudio”, concluyeron, “marca la primera síntesis enzimática de TNA con un alfabeto genético expandido (exTNA), lo que abre oportunidades prometedoras en la terapia con ácidos nucleicos, particularmente para la selección y evolución de aptámeros de alta afinidad resistentes a nucleasas con mayor diversidad química”.
2024-03-09 00:00:18
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