Abstract

KRISHNAMURTHY, Ramanarayanan. A Search for Structural Alternatives of RNA. J. Mex. Chem. Soc [online]. 2009, vol.53, n.1, pp.23-33. ISSN 1870-249X.

Este recuento describe la búsqueda de oligómeros informacionales potencialmente primordiales, resultado del programa de investigación iniciado por el grupo de Eschenmoser -en el ETH Zürich hace veinte años y continuado en el Instituto de Investigación Scripps desde 1996- dirigido al entendimiento de las bases químicas por las cuales los ácidos nucleicos fueron escogidos por la naturaleza como el fundamento molecular del sistema genético. La investigación empezó con el estudio de las propiedades de apareamiento de las bases de alternativas estructurales de ácidos nucleicos -construidos a partir de diferentes azúcares (hexo- & pento- piranosas y tetrofuranosas) reteniendo las nucleobases y los fosfatos. Los resultados condujeron a la conclusión de que el apareamiento tipo Watson-Crick de las bases no es exclusivo para ARN/ADN, y que este puede ser compatible con una amplia variedad de esqueletos. Estos resultados proporcionaron la motivación para explorar sistemas oligoméricos informacionales potencialmente primordiales que pudieran contener esqueletos, elementos de reconocimiento y grupos conectores diferentes a los conocidos hasta ahora. Los sistemas oligoméricos escogidos para estudio son considerados conceptualmente como (a) potencialmente primordiales (por la naturaleza de los materiales de partida y las condiciones de reacción, considerados realísticamente como prebióticos) y (b) informacionales (basado en su habilidad de adoptar una conformación repetitiva tal que la información codificada por los elementos de reconocimiento pueda ser transmitida intermolecularmente). Aunque estos estudios sugieren la posibilidad de encontrar sistemas informacionales que pudieran considerarse como ancestros funcionales del ARN, mas bien generan resultados que proporcionan la oportunidad de evaluar la singularidad funcional de la selección de la naturaleza. La investigación experimental descrita aquí se refiere a las propiedades de apareamiento de las bases de sistemas de oligómeros derivados de triazinas 2,4-sustituidas, -5-aminopirimidinas y -6-carboxipirimidinas como elementos de reconocimiento unidos a esqueletos de oligopéptidos mediante diferentes grupos conectores. Los resultados de los estudios del apareamiento cruzado inter- e intra- sistema revelan que existe, en una primera aproximación, una correlación directa entre la magnitud de la diferencia en ΔpKa de los elementos de reconocimiento y la fuerza del apareamiento de las bases. A menor ΔpKa entre los elementos de apareamiento, menor la fuerza de apareamiento de las bases (en medio acuoso a pH cercano al neutral). Estos resultados ejemplifican la singularidad inherente de las nucleobases canónicas -su habilidad de permanecer no ionizadas en condiciones fisiológicas de acuerdo a su constitución- enfatizando la relación entre sus propiedades fisicoquímicas y su competencia funcional en relación con su papel en el apareamiento informacional de las bases.

Keywords : Ácidos nucleicos; alternativas estructurales; ARN; ADN; oligonucleótidos; oligopéptidos; propiedades de apareamiento; nucleobases canónicas; pKa; ionización.