Caracterización nativa de la termodinámica no canónica del ácido nucleico a través de la química dinámica programable...

Área de la Ciencia:

• Biología molecular
• La biofísica
• Biología Química

Sus antecedentes:

• La caracterización de la termodinámica de plegado (ΔGfold °, ΔHfold °, ΔSfold °) de las estructuras de ácidos nucleicos no canónicos es crucial para comprender su estabilidad y función.
• La medición directa a nivel molecular de estos parámetros termodinámicos en entornos nativos sigue siendo un desafío.

Objetivo del estudio:

• Introducir una nueva herramienta molecular basada en el ADN, el ensayo de cambio de energía libre (FESA), para la caracterización directa de la termodinámica de la estructura del ADN no canónica.
• Demostrar la capacidad de FESA para calcular la energía libre de plegado, la entalpía y los desplazamientos de entropía (ΔGfold°, ΔHfold°, ΔSfold°).

Principales métodos:

• FESA utiliza sondas de ADN diseñadas racionalmente en las reacciones de intercambio de dedos para crear una referencia energéticamente equivalente.
• Se mide un desplazamiento de energía libre (ΔΔGrxn°) y se correlaciona matemáticamente con la termodinámica de plegado de la estructura objetivo.
• La validación se realizó utilizando horquillas de ADN contra las predicciones del software NUPACK.

Principales resultados:

• FESA midió con éxito la termodinámica de plegado (ΔGfold °, ΔHfold °, ΔSfold °) para las horquillas de ADN, alineándose con las predicciones computacionales.
• El ensayo se adaptó para caracterizar estructuras complejas no canónicas, incluidos los triplexos de ADN, los cuádruplexos G y los aptameros.
• Se logró una caracterización exitosa de la termodinámica de plegado en diversas condiciones experimentales.

Conclusiones:

• FESA representa un cambio de paradigma en la caracterización de la termodinámica de la estructura del ADN no canónica utilizando herramientas moleculares.
• Este avance permite la medición directa en entornos nativos, superando las limitaciones anteriores.
• FESA abre nuevas vías para la investigación biofísica y química fundamental a través de la ingeniería molecular y la química dinámica del ADN.