Nulómeros - Nullomers

Los nulómeros son secuencias cortas de ADN que no se encuentran en el genoma de una especie (por ejemplo, los humanos), aunque son teóricamente posibles. Los nulómeros deben estar bajo presión selectiva; por ejemplo, pueden ser tóxicos para la célula. Se ha demostrado que algunos nulómeros son útiles para tratar la leucemia , el cáncer de mama y de próstata . No son útiles en las células sanas porque las células normales se adaptan y se vuelven inmunes a ellas. También se están desarrollando nulómeros para su uso como etiquetas de ADN para evitar la contaminación cruzada al analizar el material de la escena del crimen .

Fondo

Los nulómeros son secuencias de ADN naturalmente disponibles pero potencialmente no utilizadas . La determinación de estas secuencias "prohibidas" puede mejorar la comprensión de las reglas básicas que gobiernan la evolución de la secuencia . La secuenciación del genoma completo ha demostrado que existe un alto nivel de falta de uniformidad en las secuencias genómicas. Cuando un codón se sustituye artificialmente por un codón sinónimo, a menudo resulta en un cambio letal y muerte celular. Se cree que esto se debe al estancamiento ribosómico y la terminación temprana de la síntesis de proteínas. Por ejemplo, tanto AGA como CGA codifican la arginina en bacterias; sin embargo, las bacterias casi nunca usan AGA y, cuando se sustituyen, resultan letales. Estos sesgos de codones se han observado en todas las especies y son ejemplos de limitaciones en la evolución de la secuencia . Otras secuencias pueden tener presión selectiva; por ejemplo, las secuencias ricas en GG se utilizan como sumideros de sacrificio para el daño oxidativo porque los agentes oxidantes son atraídos por regiones con secuencias ricas en GG y luego inducen la rotura de la hebra . Además, se ha demostrado que los nulómeros estadísticamente significativos (es decir, la ausencia de secuencias cortas que se espera que existan) en los genomas de virus son sitios de reconocimiento de restricción que indican que los virus probablemente se han deshecho de estos motivos para facilitar la invasión de huéspedes bacterianos. La base de datos de Nullomers proporciona una colección completa de secuencias mínimas ausentes de cientos de especies y virus, así como de proteomas humanos y de ratón.

Tratamiento para el cáncer

Los nulómeros se han utilizado como método para el descubrimiento y desarrollo de fármacos . Los péptidos nulómeros se seleccionaron para determinar su acción anticancerígena . Las secuencias ausentes tienen colas cortas de poliarginina agregadas para aumentar la solubilidad y la absorción en la célula, produciendo péptidos llamados PolyArgNulloPs. Se demostró que una secuencia exitosa, RRRRRNWMWC, tiene efectos letales en el cáncer de mama y de próstata . Dañó las mitocondrias al aumentar la producción de ROS , lo que redujo la producción de ATP , lo que provocó la inhibición del crecimiento celular y la muerte celular . Las células normales muestran una sensibilidad disminuida a los PolyArgNulloP con el tiempo.

Forense

La transferencia accidental de material biológico que contiene ADN puede producir resultados engañosos. Esta es una consideración particularmente importante en los laboratorios forenses y criminales, donde los errores pueden hacer que una persona inocente sea condenada por un delito. No había forma de detectar si una muestra de referencia se etiquetó incorrectamente como evidencia o si una muestra forense está contaminada, pero se puede agregar un código de barras nulomérico a las muestras de referencia para distinguirlas de la evidencia en el análisis. El marcado se puede llevar a cabo durante la recolección de la muestra sin afectar el genotipo o los resultados de la cuantificación. Se puede usar papel de filtro impregnado con varios nulómeros para absorber y almacenar muestras de ADN de la escena del crimen, lo que hace que la tecnología sea simple y efectiva. El marcado con nulómeros se puede detectar, incluso cuando se diluye un millón de veces y se derrama sobre la evidencia, estas etiquetas todavía se detectan claramente. El etiquetado de esta manera respalda las recomendaciones del National Research Council sobre control de calidad para reducir el fraude y los errores.

Referencias