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1 de Agosto de 2004
Biotecnología

Nanotecnia de doble hélice

El ADN no sólo contiene el secreto de la vida. Con él podrían crearse también estructuras y dispositivos nanométricos.

KEN EWARD / BIOGRAFX

En síntesis

La molécula de ADN resulta muy útil en la construcción de estructuras nanométricas. Para diseñar hebras de ADN que se autoensamblen en disposiciones complejas, basta con escoger las secuencias de bases que llevan a la formación, por complementariedad, de tramos de dobles hélices determinados.

Los andamiajes de ADN podrían servir de anclaje de moléculas; distribuidas así en una estructura regular, podrían estudiarse con métodos cristalográficos. También podrían albergar dispositivos nanoelectrónicos, o utilizarse para fabricar materiales dotados de configuraciones moleculares precisas.

Las máquinas nanométricas de ADN, en su operación, promueven que ciertas regiones de su estructura cambien de una conformación a otra. Dichos movimientos se controlan mediante las variaciones de la composición química del entorno o a través de la acción de hebras de ADN especiales.

En el año 2003 se celebró el quincuagésimo aniversario del descubrimiento de la estructura doblemente helicoidal del ADN. El hallazgo de James D. Watson y Francis H. Crick redujo la genética a la química y echó los cimientos de la biología de la media centuria posterior. Hoy se cuentan por millares los biólogos que se esfuerzan en descifrar la miríada de formas en que los genes rigen el desarrollo y funcionamiento de los organismos; genes, todos ellos, escritos en un único soporte: el ADN.

Mas tan extraordinaria molécula no sólo sirve a los fines de la bioquímica. La técnica permite construir largas moléculas de ADN cuya secuencia de bases se elige a voluntad. Dicha facultad abre nuevas sendas que la naturaleza, al evolucionar la vida, nunca ha tomado. Así, por ejemplo, Leonard M. Adleman, de la Universidad Meridional de California, hizo patente en 1994 que el ADN podía operar como una máquina de cómputo [véase "Computación con ADN", por Leonard M. Adleman, en Investigación y Ciencia, octubre de 1998]. El presente artículo se ocupa de otra aplicación no biológica del ADN, a saber, la construcción de estructuras y dispositivos cuyos elementos y mecanismos esenciales tienen dimensiones de entre 10 y 100 nanómetros. En una palabra: nanotecnia.

Tales estructuras ofrecen múltiples aplicaciones potenciales. Mallas regulares de ADN podrían utilizarse para alojar varias moléculas biológicas idénticas en una formación ordenada (imitando un cristal); ello facilitaría la indagación de su estructura mediante cristalografía de rayos X, un paso crucial para el diseño de fármacos. Dichos retículos servirían también de "andamio" para componentes nanoelectrónicos, ya fuera para operar como dispositivos funcionales o como mera etapa de la fabricación de éstos. Se podrían sintetizar materiales —hechos de o mediante ADN— cuyas estructuras estuvieran diseñadas con precisión molecular. Máquinas de ADN provistas de elementos móviles podrían operar como sensores nanomecánicos, conmutadores o pinzas, así como realizar funciones robóticas más complejas.

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