Mutaciones cuánticas

El efecto túnel podría modificar el ADN

Muchos biólogos suponen que los fenómenos cuánticos desempeñan un papel insignificante en el interior de las células. Sin embargo, según un reciente análisis teórico de los enlaces que mantienen unido el ADN, esos efectos podrían ser bastante más frecuentes de lo que se sospechaba y constituir una importante fuente de mutaciones genéticas.

Un equipo dirigido por Louie Slocombe, de la Universidad de Surrey, se ha centrado en las bases nitrogenadas presentes en los «peldaños» que conectan la doble cadena de la molécula de ADN, así como en los puentes de hidrógeno (formados mediante un protón) que enlazan las dos partes de esos peldaños. Su modelo teórico incluye los efectos cuánticos que permiten que un protón unido a la base citosina de una hebra experimente de forma espontánea un «efecto túnel» y se enganche a la base guanina de la otra.

Ese par de bases alterado, conocido como tautómero, puede recuperar enseguida su configuración original. Pero si el protón no regresa a su posición antes de que se separen las dos cadenas de ADN (el primer paso del proceso de replicación), la citosina podría unirse a una base distinta, la adenina, en vez de a la guanina. Y ese apareamiento anómalo crearía una mutación.

Desde la década de 1950, cuando se descubrió la estructura de la molécula de ADN, se sabe que (en teoría) los pares de bases pueden adoptar formas tautoméricas. No obstante, se creía que el efecto túnel tendría poca relevancia a la hora de generar mutaciones, debido a la duración extraordinariamente corta de esos estados físicos.

Sin embargo, según el modelo que describen los investigadores en Communications Physics, el proceso cuántico ocurre tan a menudo que, en un momento dado, puede haber cientos de miles de tautómeros en el genoma de una célula. Así pues, aunque esas estructuras sean efímeras, surgen con tanta frecuencia que podrían convertirse en una gran fuente de mutaciones. El modelo indica que la inestabilidad cuántica «tal vez desempeñe un papel mucho más importante en las mutaciones del ADN de lo que se ha propuesto hasta ahora», escriben los autores. El equipo se pregunta por el modo en que los mecanismos de reparación específicos logran subsanar esos errores cuánticos, dado que la cantidad de tautómeros predicha es miles de veces mayor que el número total de mutaciones que se produce en cada generación humana.

El trabajo quizás «allane el camino para investigar diversos procesos de efecto túnel en el ADN y en la membrana celular que podrían ser fundamentales en biología molecular», comenta Gizem Çelebi Torabfam, científica del Centro de Investigaciones y Aplicaciones Nanotecnológicas de la Universidad Sabancı, en Estambul, quien ha estudiado el efecto túnel, pero no participó en el proyecto. «Además, deberíamos considerar la transferencia ultrarrápida de protones entre dos bases de ADN en la patogenia de enfermedades comunes.»

Puedes obtener el artículo en...

También te puede interesar

Revistas relacionadas

Los boletines de Investigación y Ciencia

Elige qué contenidos quieres recibir.

Responsable: Prensa Científica, S.A. Finalidad: enviarle por correo electrónico los boletines que haya solicitado recibir. Derechos: tiene derecho a acceder, rectificar y suprimir sus datos, así como a otros derechos, como se explica en la información adicional y detallada que puede consultar en nuestra Política de Privacidad.