A medida que avanza la investigación médica, los protocolos de tratamiento tradicionales se están agotando rápidamente. Los nuevos enfoques para tratar enfermedades que no responden a los medicamentos convencionales son la necesidad del momento. En la búsqueda de estos enfoques, la ciencia ha recurrido a una amplia gama de posibles respuestas, incluidos los ácidos nucleicos artificiales. Los ácidos nucleicos artificiales o xenonucleicos son similares a los ácidos nucleicos naturales piense en el ADN y el ARN, pero se producen completamente en el laboratorio.
Los ácidos xenonucleicos son esenciales para el desarrollo de fármacos basados en ácidos nucleicos. Para ser eficaces, deben poder unirse de manera estable al ARN natural una versión celular de una sola hebra del ADN, que es esencial para todos los procesos corporales.Sin embargo, no está claro cómo, si es que se hibrida, el ARN con estos xeno ácidos nucleicos. Un nuevo estudio realizado por investigadores de Japón arroja luz sobre este mecanismo, abriendo las puertas al desarrollo de fármacos potencialmente revolucionarios basados en ácidos nucleicos.
En su estudio experimental publicado en Química de las comunicaciones , el equipo de investigadores pudo determinar estructuras tridimensionales de hibridación de ARN con los ácidos nucleicos artificiales, ácido nucleico de serinol SNA o ácido nucleico de L-treoninol L- a TNA, dos de los pocos xeno ácidos nucleicos capaces de unirse y formar dúplex con ARN natural de manera eficaz.Este estudio fue el resultado de la colaboración entre investigadores de la Escuela de Graduados de Ingeniería de la Universidad de Nagoya, la Escuela de Graduados de Ciencias Farmacéuticas de la Universidad de la Ciudad de Nagoya, el Centro de Investigación Exploratoria sobre la Vida y los Sistemas Vivos ExCELLS de los Institutos Nacionales de Ciencias Naturales,y la Escuela de Graduados de Ingeniería de la Universidad de Osaka.
Los ácidos nucleicos naturales como el ADN y el ARN tienen una "columna vertebral" de azúcar-fosfato y componentes a base de nitrógeno; mientras que los componentes a base de nitrógeno en SNA y L- a TNA sigue siendo el mismo, en su lugar tienen una columna vertebral basada en aminoácidos. SNA y L- a El TNA tiene ventajas sobre otros ácidos nucleicos artificiales debido a su estructura simple, fácil síntesis, excelente solubilidad en agua y alta resistencia a las nucleasas. Estas características los hacen más adecuados para desarrollar fármacos de ácidos nucleicos ". Desde SNA y L- a TNA puede unirse a ácidos nucleicos naturales, queríamos saber cuál es la clave para estabilizar la estructura dúplex entre SNA o L- a TNA y RNA ", afirma el Dr. Yukiko Kamiya, el científico principal del estudio," y por lo tanto, comenzamos a trabajar para determinar la estructura tridimensional ".
Descubrieron que las interacciones intramoleculares dentro de la molécula son importantes para mantener estables las estructuras helicoidales retorcidas de doble hebra formadas por ácidos nucleicos acíclicos y ARN. Mientras que las estructuras helicoidales de los ácidos nucleicos naturales son de tipo A, lo que significa quegiran hacia la derecha, estas estructuras dúplex sintéticas parecían alinearse en un patrón perpendicular, resultando en áreas más grandes entre cada vuelta de la hélice. Además, obtuvieron estructuras de triple hebra que consisten en L- a TNA o SNA y RNA, a través de interacciones de "par de bases de Hoogsteen".
Estos hallazgos cuestionan muchas cosas que hasta ahora hemos creído fundamentales en biología. La ribosa, el azúcar en la columna vertebral de los ácidos nucleicos naturales, no parece ser necesaria para formar un dúplex estable, al contrario de lo que se acepta actualmenteEntonces, ¿por qué la naturaleza seleccionó la ribosa? "Quizás esto se responda mejor mediante estudios futuros que examinen la estructura helicoidal", dice el Dr. Kamiya.
Por ahora, su equipo está feliz de que sus hallazgos abran más vías de desarrollo de fármacos. "La comprensión estructural de estos dúplex puede ayudarnos a crear diseños novedosos de fármacos basados en ácidos nucleicos. Esperamos que a través de estos hallazgos, el desarrollode los medicamentos de ácido nucleico se acelerará ", dice.
Estos conocimientos, por supuesto, van más allá de las aplicaciones médicas. Los ácidos nucleicos son los planos de la "construcción" de todos los organismos vivos, pero nos damos cuenta de que muchos de sus secretos aún están descubiertos. Estos hallazgos arrojan luz sobre un capítulo pequeño pero significativode ácidos nucleicos.
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Materiales proporcionado por Universidad de Nagoya . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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