Simulaciones computacionales permiten ver fotoquímica del ADN

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Un equipo internacional de científicos e investigadores, liderados por especialistas del Instituto de Física la Materia Condensada (IFIMAC) de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM) desarrollaron un simulador a nivel atómico con la capacidad de representar la reacción fotoquímica más frecuente en el Ácido Desoxirribonucleico (ADN): el dímero de la timina, que son generador por el efecto de la radiación ultravioleta.

En este orden de ideas y de acuerdo con la información difundida en un artículo publicado por el portal especializado Sinc, que retomó la información presentada por la revista científica The Journal of Physical Chemistry Letters, los resultados del trabajo de investigación revelan el proceso a través del cual la propia estructura de doble hélice protege la integridad del código genético frente a esos dímeros.

 

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Asimismo, el grupo de investigadores destacó el papel que, necesariamente, desempeña el entorno biológico en la fotoestabilidad del ADN, pues que la absorción de radiación ultravioleta (UV) puede dar lugar a lesiones genéticas que afectan a la replicación y transcripción del ADN, finalmente causando mutaciones, cáncer o muerte celular.

Al respecto,  el doctor José Ortega, investigador del IFIMAC y uno de los principales responsables del trabajo, explicó que durante dicho trabajo se utilizó un método QM/MM, recientemente desarrollado para la simulación de reacciones en biomoléculas.

Se ha simulado a nivel atómico la reacción fotoquímica más frecuente en el ADN: el dímero de timina, caracterizado por la formación de dos enlaces covalentes entre bases de timina adyacentes. El método QM/MM presenta un muy buen balance entre eficiencia computacional y precisión, una propiedad muy importante para poder estudiar sistemas tan complejos como el ADN.

Por otro lado, cabe destacar, a temperatura ambiente, las biomoléculas presentan un número enorme de conformaciones diferentes. Por tanto, los mapas de energía libre para la reacción fotoquímica se calcularon usando varios millones de conformaciones diferentes del sistema. Además, la dinámica del ADN foto-excitado se estudió mediante un gran número de simulaciones QM/MM no-adiabáticas con diferentes condiciones iniciales.

 

Imagen: Bigstock