Durante Décadas Culpamos a los Nudos del ADN, pero el Verdadero Culpable Era Otro
Una investigación revoluciona nuestra comprensión de lo que realmente sucede cuando el ADN atraviesa los diminutos nanoporos utilizados en secuenciación y diagnóstico.
La Antigua Hipótesis: Un Mundo Lleno de Nudos
Durante más de veinte años, la comunidad científica interpretó unas señales eléctricas peculiares en experimentos con nanoporos como la prueba de que las largas cadenas de ADN se anudaban al ser forzadas a pasar por estos orificios microscópicos. La imagen mental era simple: como un hilo que se enreda al pasar por el ojo de una aguja, el ADN formaría nudos que perturbaban brevemente la corriente eléctrica. Esta creencia se consolidó como una explicación estándar en numerosos estudios.
El Golpe de Torsión: El Verdadero Mecanismo Revelado
Un estudio innovador publicado en la prestigiosa revista Physical Review X ha cambiado radicalmente esta narrativa. La investigación, liderada por Fei Zheng del Laboratorio Cavendish, demuestra que la mayoría de esas señales no corresponden a nudos verdaderos, sino a estructuras diferentes llamadas plectonemas.
¿Qué es un plectonema? Es la forma que adopta una cuerda o una molécula cuando se gira sobre sí misma, acumulando torsión. Es el mismo enrollamiento que se ve en un cable telefónico antiguo retorcido. El estudio revela que el flujo de iones a través del nanoporo hace girar el ADN, y esta torsión se acumula y libera formando plectonemas estables fuera del poro, no nudos cerrados dentro de él.
La Evidencia Experimental: Desenredando la Confusión
El equipo científico no se quedó en la teoría. Para probar su hipótesis, realizó una serie de experimentos elegantes:
Utilizaron nanoporos fabricados en vidrio y nitruro de silicio.
Variaron metódicamente parámetros como el voltaje aplicado y la longitud de las cadenas de ADN.
Observaron que los "eventos de enredo" eran demasiado frecuentes para ser solo nudos y aumentaban con cadenas más largas y mayor voltaje, algo característico de la formación por torsión.
La prueba definitiva: crearon moléculas de ADN con cortes específicos que impedían la transmisión de la torsión. En estos casos, la formación de las supuestas estructuras se redujo drásticamente.
La Nueva Firma Eléctrica: Nudo vs. Plectonema
Gracias a este trabajo, ahora los investigadores pueden distinguir claramente entre ambas estructuras durante un experimento. Como explicó el profesor Ulrich Keyser, coautor del estudio, la señal eléctrica es muy diferente:
Un nudo verdadero produce una interrupción breve y aguda en la corriente, ya que pasa rápidamente por el poro.
Un plectonema, en cambio, genera una señal prolongada y bien definida, ya que la estructura enrollada persiste y afecta al flujo iónico durante más tiempo.
Conclusión: Un Cambio de Paradigma con Grandes Implicaciones
Este hallazgo va más allá de corregir un error técnico. Representa un cambio de paradigma en nuestra comprensión de la física del ADN en confinamiento a nanoescala.
Las implicaciones son profundas:
Biología Fundamental: Ayuda a comprender mejor cómo el ADN maneja la torsión y el superenrollamiento dentro de las células, procesos cruciales para la expresión génica y la replicación.
Tecnología de Nanoporos: Mejora la precisión de estas plataformas, que se usan para secuenciación de ADN de nueva generación y diagnóstico ultrarrápido. La capacidad de identificar daños genéticos (como roturas de cadena) se ve potenciada.
Nueva Herramienta de Manipulación: Revela que los nanoporos no son solo sensores pasivos, sino herramientas activas capaces de manipular moléculas biológicas con una precisión extraordinaria, aplicable al desarrollo de nuevas terapias y nanodispositivos.
En definitiva, lo que durante décadas vimos como un simple enredo, era en realidad la fascinante danza de una molécula bajo la fuerza invisible de la torsión, abriendo una nueva ventana a la intrincada vida del ADN.
