ה- DNA ובן דודו RNA מאחסנים מידע גנטי ומאפשרים חיים כפי שאנו מכירים אותם - אך מה אם מיליוני כימיקלים פחות ידועים יוכלו לעשות את אותו הדבר בדיוק?
מחקר חדש מעלה כי יותר ממיליון יחסי מבט כימיים עשויים לקודד מידע ביולוגי באותו אופן ש- DNA עושה. המחקר החדש, שפורסם בספטמבר 9 בכתב העת Journal of Chemical Information and Modeling, עשוי להצביע על הדרך למטרות חדשות לתרופות תרופות, להסביר כיצד החיים התפתחו לראשונה על פני כדור הארץ ואף יעזרו לנו לחפש צורות חיים מעבר לכוכב הלכת שלנו, הכותבים. כתבתי.
"זה באמת מרגש לקחת בחשבון את הפוטנציאל למערכות גנטיות חלופיות ... שייתכן שהן צצו והתפתחו בסביבות שונות, אולי אפילו בכוכבי לכת או ירחים אחרים במערכת השמש שלנו", כתב המחבר ג'יי גודווין, כימאי מאוניברסיטת אמורי. , נאמר בהצהרה.
גם ה- DNA וגם ה- RNA, שני הסוגים הידועים של חומצות גרעין, מכילים ביטים כימיים הנקראים נוקלאוטידים, שמתקשרים בסדר מסוים ומשדרים נתונים שונים, בהתאם לרצף שלהם, בדומה לאותיות בודדות בתוך משפט כתוב. כמה מולקולות טבעיות ומיוצרות אנוש מחקות את המבנה הבסיסי של ה- DNA, אך לפני כן איש לא ניסה לספור כמה מאותם מבטים עשויים להתקיים, כתבו המחברים.
בהצהרה נאמר המחבר ג'ים קליבס, כימאי במכון הטכנולוגי בטוקיו, "ישנם שני סוגים של חומצות גרעין בביולוגיה. "רצינו לדעת אם יש עוד אחד או אפילו מיליון נוספים."
"התשובה היא, נראה שיש הרבה, הרבה יותר ממה שהיה צפוי," אמר קליבס.
המחברים תכננו תוכנית מחשב לייצור נוסחאות כימיות למולקולות דמויי חומצה גרעינית. ב- DNA, נוקלאוטידים מתאגדים בזיווגים נפרדים ומתאספים בקו, כך שהמדענים דאגו שהמולקולות שנוצרו עלולות להיווצר באותה צורה. בסופו של דבר התוכנית שלהם הציבה יותר מ -1,160,000 מולקולות שונות שעומדות בקריטריונים בסיסיים אלה.
בהצהרה נמסר הסופר-שותף מרקוס מורנגר, כימאי במרכז האווירי הגרמני בקלן, "הופתענו מתוצאות החישוב הזה. "זה יהיה קשה מאוד להעריך מראש כי ישנם יותר ממיליון פיגומים כמו חומצה גרעינית. עכשיו אנחנו יודעים, ואנחנו יכולים להתחיל לבדוק כמה כאלה במעבדה."
ריבוי מקורות ההסתכלות עשויים להבהיר את הסיפור כיצד התרחשו החיים על כדור הארץ, לפני ש- DNA ו- RNA שלטו בעולם הביולוגיה. תיאורטית, ייתכן שהאבולוציה ביצעה "ריצות מבחן" עם חלק מהמולקולות האחרות הללו לפני שהתיישבה על חומצות גרעין כמועברות הטובות ביותר של נתונים גנטיים, טענו המחברים.
המקשים למראה עשויים גם לעודד התקדמות רפואית עתידית, הוסיפו. על פי ההצהרה, כבר משתמשים בתרופות הדומות לנוקלאוטידים בכדי לערער על נגיפים מסוכנים ותאי סרטן ממאירים. עם ספרייה של מולקולות דומות מבחינה מבנית בהישג יד, מפתחים של תרופות עשויים לאמץ דמי מראה של DNA ככלי נשק מרכזי במאבק נגד מחלות.
"זה מרתק לחלוטין לחשוב שבאמצעות טכניקות חישוב מודרניות אנו עשויים להיתקל בתרופות חדשות כשחיפוש אחר מולקולות חלופיות ל- DNA ו- RNA שיכולות לאחסן מידע תורשתי," אמר המחבר המשותף פיטר בורגר, ביוכימאי באוניברסיטת אמורי.
