El ADN como hilo molecular: Nanociencia en vivo por el Prof. Dr. D. Alberto Requena Rodríguez, académico numerario

El ADN es una molécula fascinante. Su estructura molecular es un sistema de electrones pi, que induce a contemplarla como un hilo electrónico. La alta conductividad que exhibe parece indicarlo, aunque ha sido muy discutida y no han faltado interpretaciones que la justifican con partículas de hielo debidas al agua del medio o la movilidad de carga que aportan los iones externos y ajenos al ADN. El papel biológico fundamental del ADN es el almacén y transferencia de información, no de electrones. El Premio Nobel de 1992, Rudolf Markus, fue pionero en la química de la transferencia electrónica. Las teorías más recientes consideran la migración de electrones y huecos desde el aceptor al dador. En moléculas como el ADN funciona bien la teoría de bandas, como la que se aplica al estudio teórico del estado sólido y explica la conductividad de metales, semiconductores y aislantes. Los experimentos de transferencia electrónica con la doble hélice de ADN sitúan dador y aceptor a ambos lados o incrustados en una de las hebras, separados por un cierto número de bases, que es el típico hilo molecular. En unos casos se ha detectado conducción a más de 40 angstroms y en otras a unas distancias muy pequeñas. La guanina es la clave y, con el potencial redox más bajo, hace que los electrones nunca se detengan en ella; los pone en ruta. Esto implica que la secuencia de las bases es decisiva en la migración de la carga a través del ADN. Se ha medido directamente la conductividad empleando un microscopio de fuente puntual de electrones de baja energía (LEEPS) y se ha medido la resistencia eléctrica del ADN, comparable a la de polímeros conductores. Conectando dos electrodos de oro con un hilo de plata unido a ADN, se comportó como aislante. En otros experimentos se comportó como semiconductor. No hay evidencias de la necesidad biológica de transferencia de electrones a grandes distancias a través del ADN. La reparación fotoenzimática se efectúa a cortas distancias. Pero los experimentos referidos indican la posibilidad de cortar y reparar el ADN a distancia. Cabe enviar un electrón a través del ADN a un sitio TT, en lugar de acceder directamente al ovillo. Finalmente, se inicia el uso abiológico del ADN en los nano semiconductores.