Experimentos de molécula única: cuando la biología encuentra a la física

En el siguiente artículo de divulgación, escrito para la Sociedad Biofísica de España en su revista Biofísica Magazine, Felix Ritort, jefe de grupo del CIBER-BBN en la Universidad de Barcelona (Small Biosystems Lab) explica algunos de los avances e implicaciones de los experimentos de molécula única.

"Agarre una única molécula de ADN por sus extremidades y tire de ella, mientras mide la curva de fuerza-estensión, hasta que esté completamente estirada".

Este experimento mental, que era sólo un sueño hace unas décadas, se ha convertido en estándar en muchos institutos de investigación en todo el mundo. Marcando los extremos de una molécula de ADN con grupos químicos específicos (biotina, avidina, digoxigenina), es posible ligar un único ADN entre dos superficies. Al mover una superficie en relación con la otra y usando una de ellas como sensor de fuerza, podemos medir la curva de fuerza-extensión de biopolímeros individuales, desde ADN a ARN y proteínas.

Los experimentos de molécula única se han convertido en una de las metodologías más finas para investigar una gran variedad de sistemas biológicos, desde moléculas y células individuales hasta la más compleja maquinaria molecular que opera bajo la acción concertada de diferentes componentes moleculares. Mediante el control de las trayectorias de las moléculas individuales en el espacio-tiempo y energía, los experimentos de molécula única permiten caracterizar los procesos biofísicos desde una nueva perspectiva donde las fluctuaciones térmicas, el desorden y la información se pueden medir en condiciones experimentales diversas. El progreso tecnológico de la mano del desarrollo de imaginativos ensayos biológicos ampliará en gran medida las posibilidades de los experimentos de molécula individual en el futuro más inmediato. Muy probablemente esto tendrá implicaciones en nuestra comprensión de conceptos físicos fundamentales como la energía y la información y tal vez nos permitirá algún día llegar a entender qué es la vida.

Leer artículo completo (inglés)

Imagen: Felix Ritort, jefe de grupo del CIBER-BBN en la UB