El estudio, desarrollado gracias a una colaboración entre investigadores de la Universidad de Basilea (Suiza) y la Universidad Autónoma de Madrid (UAM), muestra cómo combinar medidas de espectroscopia de fuerzas y simulaciones numéricas para entender los procesos de adsorción y desorción de una superficie, y determinar así la respuesta mecánica del ADN al nivel de bases individuales.

Según la Universidad Autónoma de Madrid, estudiar el ADN es importante para conocer sus aplicaciones en nanotecnología. En particular, un proceso llamado ‘ADN origami’ explota el plegado de las hebras del ADN y crea nano-estructuras.

Para ser capaz de controlar la forma de esas nanoestructuras, es importante conocer la elasticidad y las fuerzas de enlace de los componentes del ADN. Estas propiedades pueden medirse con la precisión necesaria a bajas temperaturas.

“Trabajando a una temperatura muy baja, de 5 Kelvin (-268,15º C), usamos la punta de un microscopio de fuerzas atómicas para levantar uno de los extremos de la hebra. Durante este proceso, cada una de los nucleótidos que forman la hebra se va despegando uno a uno de la superficie. De esta forma logramos determinar la elasticidad del fragmento y las fuerzas necesarias para despegar la molécula de ADN de la superficie de oro”, describen los autores.

La técnica aplicada muestra un comportamiento “inesperado”: cuanto más largo es el fragmento de ADN que se ha despegado, mayor es su elasticidad.

Según los investigadores, este resultado se puede explicar considerando que los componentes individuales de la hebra de ADN se comportan como un conjunto de muelles conectados entre sí. “Las medidas nos permiten determinar la respuesta elástica del enlace químico entre cada par de nucleótidos vecinos”, agregan.

Las simulaciones de ordenador, desarrolladas por los investigadores de la UAM, han ayudado a entender tanto la estructura del ADN después del proceso de adsorción como la razón por la que el ADN se despega de forma discontinua de la superficie.