Operación Threshold: ADN de triple hélice

Como lo prometido es deuda, hoy comentaré otro de los pilares argumentales de la serie de TV, Operación Threshold. Recordaréis que el argumento principal de la serie consiste en una extraña señal acústica que emite un artefacto alienígena, y que quien lo escucha sufre una mutación de forma que su ADN pasa de ser una doble hélice a una triple hélice. Seguro que sorprenderá a muchos, pero una ADN de triple hélice no es una imposibilidad. Se ha obtenido en laboratorio, e incluso se ha observado en la naturaleza, como producto intermedio de un proceso de una bacteria que habita en los intestinos (la E. coli). Sin embargo su estructura no es como nos la pintan en la serie.

Empecemos por entender qué es el ADN. Supongo que todos sabréis que ADN son las siglas de Ácido DesoxirriboNucleico. Pero ¿qué significa esto en realidad? Bien, comencemos por lo más básico: la desoxirribosa. ¿Qué es eso? La desoxirribosa es una pentosa, esto es, un monosacárido formado por cinco átomos de carbono. Su fórmula química es C₅H₁₀O₄. Su disposición tiene forma pentagonal, estando 4 carbonos y un oxígeno en los vértices del pentágono. El quinto carbono se haya unido a uno de los carbonos del pentágono, formando como una ramita, y a su vez tiene un grupo OH. Los otros dos oxígenos también forman parte de sendos grupos OH, unidos a dos carbonos del pentágono. Numeremos los carbonos, ya que nos será útil después. En la representación de la molécula de desoxirribosa que podéis ver, el carbono 1 será el que está en el vértice superior derecho (a la derecha del vértice del oxígeno), y seguiremos en sentido de las agujas del reloj, de forma que el carbono 4 es el que está a la izquierda del vértice oxígeno, y el 5 el de la ramita.

Sigamos con otro tipo de molécula: las bases nitrogenadas. ¿Y esto qué es? Una base nitrogenada es otro compuesto orgánico cíclico, esta vez con varios átomos de nitrógeno. Existen dos tipos: las pirimidínicas, basadas en la pirimidina, que tiene disposición hexagonal; y las púricas (o purínicas), basadas en la purina, que tiene dos ciclos, uno hexagonal y el otro pentagonal. Existen 5 bases nitrogenadas: 2 púricas y 3 pirimidínicas. Las dos púricas son la adenina (representada por A) y la guanina (G). Las tres pirimidínicas son la timina (T), la citosina (C) y el uracilo (U). Éste último no nos interesa, ya que no forma parte del ADN, sino del ARN (ácido ribonucléico).

Bien, nos queda un último componente por ver: el ácido fosfórico. Éste es un compuesto de fórmula H₃PO₄. Si recordáis la química del colegio, un ácido se puede combinar con una base, obteniendo como resultado una sal y agua. En el caso del ácido fosfórico, obtendríamos un fosfato (cuyo anión es PO₄^3-).

Vale, tenemos la desoxirribosa, las bases nitrogenadas y el ácido fosfórico. ¿Y ahora? Pues si al grupo OH del carbono 5 de la desoxirribosa (es decir, el que está en la ramita) le enganchamos una o más moléculas de ácido fosfórico (perdiendo hidrógenos y convirtiéndose en fosfatos), y al carbono 1 (el que está unido al vértice de oxígeno y que no está unido al de la ramita) le enganchamos una base nitrogenada cualquiera, tenemos un nucleótido. Los nucleótidos son los ladrillos de la molécula de ADN. Éstos se unen entre sí mediante los fosfatos, formando una estructura helicoidal. Además, estas estructuras se unen de dos en dos, mediante puentes de hidrógeno en las bases nitrogenadas, formando la famosa doble hélice. Es muy importante destacar que no todas las uniones de bases nitrogenadas están permitidas. Sólo pueden formarse las parejas A-T, y G-C. Es inmediato deducir que una molécula de ADN tendrá el mismo número de adeninas que de timinas, y el mismo número de guaninas que de citosinas, y además, tendrá el mismo número de bases purínicas (A y G) que de pirimidínicas (T y C).

Esta molécula, como todos sabéis, forma parte de los cromosomas, y del famoso genoma. Como curiosidad, el genoma humano tiene alrededor de 3.000 millones de pares de bases.

Una vez entendido cómo es la doble hélice de ADN, vamos a ver cómo sería la triple hélice (llamada ADN-H). Imaginemos una doble hélice normal y corriente (llamada ADN-B). Ahora cogemos una tercera cadena y la unimos a una de las otras dos, también mediante las bases nitrogenadas. Es decir, una de las cadenas de la doble hélice, estaría enganchada a otras dos cadenas, pero siempre por las bases nitrogenadas. Los enlaces entre esta cadena y la cadena extra no son iguales que los que existen entre las dos cadenas de la doble hélice original.

Existen dos posibles configuraciones. En una de ellas, la tercera cadena está formada por las bases pirimidínicas T y C (en realidad, es una C⁺, pero esto es largo de contar y de momento no es necesario saberlo), que se unen a las bases A y G respectivamente, de la otra cadena. Los trios resultantes se denominan T·A-T y C⁺·G-C. Los guiones representan enlaces de hidrógeno normales (llamados Watson-Crick), y los puntos representan los enlaces extra (llamados Hoogsteen). En la otra configuración, la terecera cadena está formada por las bases purínicas T, A y G, que se unen a las bases A y G de la otra cadena. ¿Cómo? Sí, en este caso las A y las G se unen entre sí, mediante los llamados enlaces Hoogsteen inversos, además de poder formarse también un par TA. Los trios resultantes son A·A-T, G·G-C y T·A-T.

Bueno, parece un poco lioso pero lo importante es darse cuenta de que en una triple hélice, las tres cadenas están unidas entre sí mediante sus bases nitrogenadas, y que cada nucleótido tiene una única base. En cambio, la triple hélice que se nos muestra en la serie, y que podemos ver muy bien en el primer episodio, en una animación tridimensional en un ordenador, tiene una cadena central, a las que se le unen las otras dos. Y cada cadena lateral se une a la central por extremos opuestos, de forma que cada nucleótido de la cadena central tendría dos bases (cada una para unirse con el nucleótido correspondiente de las otras dos cadenas). Y esto sí que no puede ocurrir.

Otro detalle a tener en cuente es cómo transformar un ADN de doble hélice en uno de triple, porque ¿de dónde salen los nucleótidos de la tercera cadena? ¿Son nucleótidos de las otras dos? en ese caso la nueva hélice sería mucho más corta, ya que habría que quitar nucleótidos a las dos cadenas originales para formar la tercera. Y si no ¿de dónde salen ese 50% extra de nucleótidos? ¿De otras moléculas? ¿De la nada? Habrá que suponer que del sonido :-)