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ESTRUCTURAS SECUNDARIAS DE ARN Y ADN


Resumen: Este artículo presenta una revisión de la literatura científica sobre las investigaciones de predicción de estructuras secundarias de ADN y ARN. Se realiza una descripción sobre los inicios de los estudios de estructuras secundarias, además se da una mirada a los enfoques que partieron de los primeros estudios; así como los métodoscorrespondientes a cada enfoque y sus máximos ponentes, dando énfasis a los estudios realizados por el profesor Michael Zuker y John SantaLucia, Jr.

Palabras claves: ab initio, programación dinámica, termodinámica molecular, análisis in silico.

I. INTRODUCCIÓN
El análisis in silico en la formación de estructuras secundarias de fragmentos de ADN y ARN ha generado grandes impactos en la ciencia, ya que pormedio de este análisis se determina cuáles son las condiciones optimas para poder generar a través de técnicas experimentales productos entrecruzados, vitales para la repotencialización de proteínas. Así mismo, obtener implicaciones en la salud pública y el sector agroindustrial.


II. PRIMEROS ACERCAMIENTOS DEL ANÁLISIS DE ESTRUCTURAS SECUNDARIAS
Hablar hoy en día de la manipulación del ADN de unorganismo, es hablar de la creación de nuevos compuestos, nuevas especies y corrección de defectos genéticos. Sin embargo, aunque suena muy sencillo la manipulación del ADN ha tenido un trasfondo desde hace aproximadamente 55 años, iniciando con los estudios de las estructuras secundarias en el ADN. Pero, ¿por qué se partió desde esta premisa?
El concepto de estructuras secundarias comienza en elaño de 1959 con los aportes de Doty y Fresco, en uno de ellos se analiza las estructuras secundarias del ARN1 la cual se describen como una cadena polimérica capaz de tomar hasta una variedad de configuraciones individuales y donde dichas configuraciones de doble cadena en solución acuosa proporciona la temperatura que no excede un valor crítico que depende de la fuerza iónica de la solución.Este estudio que realizo Doty y Fresco, sirvió de base para investigaciones posteriores como las de Tinoco sobre los parámetros de vecinos más cercanos [3, 4], allí se evidenció que la baja tonalidad de color, se toma como una función de la temperatura donde son capaces de formar perfectamente una doble hélice con las bases apareadas, lo anterior se usó para extraer los parámetros termodinámicosde formación de la hélice. Los datos se analizaron mediante un modelo de fusión de hélice, que permite la asignación de energía libre de gibbs, entalpia y entropía.

III. ENFOQUES DEL ESTUDIOS DE ESTRUCTURAS SECUNDARIAS
Tomando como base los estudios realizados por Doty y fresco y las investigaciones realizadas por Tinoco, se desarrollaron dos enfoques que fueron y han sido fundamentales en lapredicción de estructuras secundarias de ARN, el enfoque ab initio (a partir de primeros principios) y el enfoque comparativo; donde este último manipula múltiples secuencias que se encuentran evolutivamente relacionadas para concluir en una estructura consenso, que se selecciona a través de algoritmos que buscan patrones de covariación, basados en la siguiente regla: una mutación en una posiciónresponsable de un apareamiento se compensa con la mutación en la posición de apareamiento correspondiente [2]. Los algoritmos del método comparativo se dividen en dos grupos que dependen de la clase de entrada; por ejemplo, los que necesitan un alineamiento pre establecido y los que no lo necesitan, donde este se basa en la comparación evolutiva de múltiples secuencias de ARN y el primero, sefundamenta en que el usuario provea un alineamiento múltiple de secuencias como entrada. En el enfoque comparativo, los algoritmos requieren como entrada diversas secuencias equivalentes que se espera que se plieguen sobre sí mismas, y de este modo utilizar la información conservada en las secuencias de entrada para optimizar la precisión de la predicción.

A diferencia del enfoque comparativo, el...