¿Qué es el ADN origami?

Por Andrés M. Vera

El antiguo arte del origami, o papiroflexia, consiste en crear formas plegando un trozo de papel. De manera similar, la técnica del ADN origami consigue plegar moléculas de ADN para originar multitud de estructuras diferentes, pero a una escala millones de veces menor. Inventada hace algo más de una década, se basa en plegar una larga cadena de ADN de cadena sencilla en una determinada forma. Esta forma es mantenida gracias a otras pequeñas moléculas de ADN denominadas grapas.

El ADN es utilizado por los seres vivos cómo un elemento de almacenaje de información, conteniendo instrucciones de cómo realizar esencialmente cualquier actividad celular. La molécula de ADN es una doble hélice formada por dos cadenas sencillas que se enrollan una sobre la otra. Esta hélice se genera y mantiene gracias a un código químico de cuatro letras, conocido como la complementariedad de bases. Sin entrar en detalles sobre la naturaleza química de estas letras, un ejemplo sencillo ayudará a entender la situación. El código es el siguiente la letra química A (adenina) de una hélice puede solo emparejar con la letra química T (timina) de la hélice opuesta, y la letra C (citosina) con la G (guanina). Con tal código, la secuencia de letras ACG en una hélice sólo puede emparejar y unirse con otra hélice que posea la secuencia complementaria TGC.

Sin darnos cuenta ya hemos desvelado una de las principales características del ADN origami: gracias a este código las estructuras se ensamblan solas.  En un ADN origami una larga cadena individual de ADN se pliega en una forma prediseñada con la ayuda de cientos de pequeñas moléculas de ADN (grapas). Usando el código de complementariedad, cada grapa se une solo a los sitios específicos de la larga cadena de ADN que portan la secuencia complementaria. Debido a que cada grapa se une a más de un sitio de la larga molécula de ADN, esta empieza a plegarse en una estructura específica con cada unión.

Utilizando esta técnica los científicos han conseguido construir estructuras tan variadas como una cara sonriente, nano-robots, pequeñas cajas que se abren específicamente para liberar un fármaco, ositos de peluche en miniatura e incluso un retrato a escala microscópica de la mona lisa. Pero, ¿qué utilidad puede tener, y por qué construir con ADN? La utilidad se basa en que permite controlar a escala nanométrica las características de nuestras estructuras y por tanto nos permite diseñar “productos” inteligentes con las funcionalidades que deseemos. Quizás el ejemplo más impresionante fue publicado en 2018, cuando un grupo de científicos diseñó una nano-caja que contenía en su interior un compuesto activo contra tumores. El compuesto estaba encapsulado dentro de la caja, que a su vez se cubrió con una biomolécula capaz de reconocer específicamente el tumor, cuando el reconocimiento se producía la caja liberaba el fármaco y se consiguió inhibir el crecimiento de tumores en ratones.

En cuanto a por qué construir con ADN, pues porque como hemos mencionado antes se autoensambla, esto quiere decir que las estructuras se construyen a sí mismas automáticamente cuando el ADN se somete unas condiciones determinadas. Ya podéis imaginar lo útil de algo que se construye a sí mismo sin necesitar activamente de nuestra intervención.

¡Espero que os haya gustado esta aportación!