Могут быть и другие способы создания ДНК и РНК - Sciworthy | Журнал "Вольт"
Пт. Окт 30th, 2020


Один из самых фундаментальных строительных блоков жизни на Земле – это ДНК. Эта молекула состоит из четырех пар оснований и отрицательно заряженной основной цепи, которые объединяются, образуя двойную спираль. Если бы жизнь существовала где-то еще во Вселенной, использовала бы она другую систему генетической информации?

Недавняя работа, проделанная Хошикой и его коллегами, решает этот вопрос. Эти исследователи синтезировали тип ДНК под названием «ДНК Хатимодзи, ”Который использует восемь пар оснований, а не четыре исходных. «Хатимодзи» на японском означает «8 букв». Их работа показала, что эта новая генетическая система сохраняет свойства, необходимые для поддержания жизни. Но что именно это означает?

«Буквы» в ДНК – это четыре молекулы, называемые азотистые основания… Эти основания соединяются вместе, образуя последнюю из двойной спирали. В природной ДНК A (аденин) связывается с T (тимином), а G (гуанин) связывается с C (цитозином). Буква представляет собой название молекулы. Синтезированная ДНК Хатимодзи включает эти основания плюс еще четыре синтетических основания. Эти новые базы обозначены как P, B, Z и S.

Они выбрали эти основания после того, как были исследованы многие двойные спирали Хатимодзи. Они протестировали эти молекулы с различными комбинациями синтетических и природных пар оснований. Создав ДНК-подобные молекулы, они провели эксперименты, чтобы проверить, сохраняют ли они свойства, необходимые для поддержания жизни, такие как информация, содержащая молекулу, стабильность молекулы и способность передавать генетическую информацию.

Верхний ряд молекул – это естественные основания. Нижний ряд – синтетические основы. Источник: Wikimedia Commons.

Для этого им нужно было определить, является ли ДНК Хатимодзи молекулой, содержащей информацию. Это было проверено путем определения, может ли ДНК Хатимоджио воспроизводиться в расширенной форме. Они сделали это, сравнив температуру плавления и свободную энергию молекул Хатимодзи и стандартных молекул ДНК. Еще одним фундаментальным свойством, которое проверили исследователи, было стабильность молекулы… Если бы их молекула из 8 оснований распалась при нормальных условиях, она не стала бы очень хорошим носителем генетической информации. Они сделали это, проверив стабильность молекулы во время мутаций.

Наконец, молекула должна была иметь возможность передавать эту генетическую информацию в РНК, которая является временной формой, которую принимают наши гены, которая позволяет им экспрессироваться. Сначала исследователи разработали фермент, запускающий реакцию. Чтобы проверить это, исследователи использовали флуоресцентную метку для отслеживания РНК. Этот тег будет связываться с РНК и заставлять ее светиться.

Результаты этой работы показали, что ДНК Хатимодзи была стабильной. Они также обнаружили, что молекула могла сохранять свою форму независимо от мутаций. Флуоресцентная метка показала, что ДНК Хатимодзи можно скопировать в РНК-подобную молекулу.

Это исследование показывает, что, по крайней мере, ДНК и РНК-подобные молекулы могут функционировать с чем-то, кроме 4 пар оснований. Таким образом, если это не будет работать точно так, как на Земле, жизнь все еще может быть возможна на других планетах. … Эта работа имеет другие значения, выходящие за рамки астробиологии. Из-за увеличения количества оснований ДНК Хатимодзи позволяет хранить больше генетической информации. Исследователи считают, что ДНК Хатимодзи может иметь молекулярное применение. Некоторые из этих приложений для идентификации видов, разработки лекарств и нанотехнологий. Эта работа могла бы стать важным инструментом молекулярной биологии и предложить понимание потенциала жизни в других мирах.



Source link

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *