Το DNA και το εξάδελφό του RNA αποθηκεύουν γενετικές πληροφορίες και επιτρέπουν τη ζωή όπως το ξέρουμε - αλλά τι θα μπορούσε να γίνει εάν τα εκατομμύρια των λιγότερο γνωστών χημικών ουσιών θα μπορούσαν να κάνουν ακριβώς το ίδιο πράγμα;
Μια νέα μελέτη υποδηλώνει ότι περισσότερα από 1 εκατομμύριο χημικά όπλα μπορούν να κωδικοποιήσουν βιολογικές πληροφορίες με τον ίδιο τρόπο που κάνει το DNA. Η νέα μελέτη, που δημοσιεύθηκε στις 9 Σεπτεμβρίου στην Εφημερίδα των Χημικών Πληροφοριών και Μοντελοποίησης, θα μπορούσε να δείξει το δρόμο για νέους στόχους για τα φαρμακευτικά φάρμακα, να εξηγήσει πώς η ζωή εξελίχθηκε στη Γη και ακόμη και να μας βοηθήσει να αναζητήσουμε μορφές ζωής πέρα από τον πλανήτη μας, έγραψε.
"Είναι πραγματικά συναρπαστικό να εξετάσουμε το ενδεχόμενο εναλλακτικών γενετικών συστημάτων ... ότι αυτά θα μπορούσαν ενδεχομένως να εμφανιστούν και να εξελιχθούν σε διαφορετικά περιβάλλοντα, ίσως ακόμη και σε άλλους πλανήτες ή σε φεγγάρια μέσα στο ηλιακό μας σύστημα", συν-συγγραφέας Jay Goodwin, χημικός στο Πανεπιστήμιο Emory , δήλωσε σε δήλωση.
Τόσο το DNA όσο και το RNA, οι δύο γνωστοί τύποι νουκλεϊκών οξέων, περιέχουν χημικά κομμάτια που ονομάζονται νουκλεοτίδια, τα οποία συνδέονται σε μια συγκεκριμένη σειρά και μεταδίδουν διαφορετικά δεδομένα, ανάλογα με την αλληλουχία τους, παρόμοια με μεμονωμένα γράμματα μέσα σε μια γραπτή πρόταση. Ορισμένα φυσικά και ανθρωπογενή μόρια μιμούνται τη βασική δομή του DNA, αλλά μέχρι στιγμής κανείς δεν είχε προσπαθήσει να υπολογίσει πόσα από αυτά θα μπορούσαν να υπάρχουν, γράφουν οι συγγραφείς.
"Υπάρχουν δύο είδη νουκλεϊνικών οξέων στη βιολογία", δήλωσε στη δήλωση ο συν-συγγραφέας Jim Cleaves, χημικός στο Τεχνολογικό Ινστιτούτο του Τόκιο. "Θέλαμε να μάθουμε αν υπάρχει ακόμα ένας ακόμη αριθμός ή ακόμα ένα εκατομμύριο".
"Η απάντηση είναι, φαίνεται να υπάρχουν πολλά, πολλά περισσότερα από όσα αναμενόταν", είπε ο Cleaves.
Οι συγγραφείς σχεδίασαν ένα πρόγραμμα υπολογιστή για τη δημιουργία χημικών τύπων για μόρια που μοιάζουν με νουκλεϊνικά οξέα. Στο DNA, τα νουκλεοτίδια ζευγαρώνουν σε ξεχωριστά ζευγάρια και συναρμολογούνται σε μια γραμμή, έτσι ώστε οι επιστήμονες βεβαιώνουν ότι τα παραγόμενα μόρια τους θα μπορούσαν να σχηματιστούν με τον ίδιο τρόπο. Στο τέλος, το πρόγραμμά τους συγκέντρωσε περισσότερα από 1.160.000 διαφορετικά μόρια που πληρούσαν αυτά τα βασικά κριτήρια.
«Είμαστε έκπληκτοι από το αποτέλεσμα αυτού του υπολογισμού», δήλωσε στη δήλωση ο συντάκτης Markus Meringer, χημικός στο γερμανικό αεροδιαστημικό κέντρο στην Κολωνία. "Θα ήταν πολύ δύσκολο να εκτιμηθεί εκ των προτέρων ότι υπάρχουν περισσότερα από ένα εκατομμύριο νουκλεϊνικά οξέα σαν ικριώματα. Τώρα ξέρουμε και μπορούμε να αρχίσουμε να εξετάζουμε τις δοκιμές κάποιων από αυτές στο εργαστήριο".
Το πλήθος των όψεων μπορεί να αποσαφηνίσει την ιστορία του πώς ήλθε η ζωή στη Γη, πριν το DNA και το RNA κυριάρχησαν στον κόσμο της βιολογίας. Θεωρητικά, η εξέλιξη μπορεί να έχει πραγματοποιήσει "δοκιμαστικές δοκιμές" με μερικά από αυτά τα άλλα μόρια προτού εγκατασταθούν σε νουκλεϊνικά οξέα ως οι καλύτεροι μεταφορείς γενετικών δεδομένων, σύμφωνα με τους συντάκτες.
Οι εμφάνιση-alikes μπορεί επίσης να οδηγήσει σε μελλοντικές ιατρικές προόδους, πρόσθεσαν. Φάρμακα που μοιάζουν με νουκλεοτίδια χρησιμοποιούνται ήδη για την υπονόμευση επικίνδυνων ιών και κακοήθων καρκινικών κυττάρων στο ανθρώπινο σώμα, σύμφωνα με τη δήλωση. Με μια βιβλιοθήκη δομικά παρόμοια μόρια στο χέρι, οι κατασκευαστές φαρμάκων θα μπορούσαν ενδεχομένως να υιοθετήσουν το DNA look-alikes ως ένα σημαντικό όπλο στην καταπολέμηση των ασθενειών.
"Είναι απολύτως συναρπαστικό να πιστεύουμε ότι με τη χρήση σύγχρονων υπολογιστικών τεχνικών θα μπορούσαμε να σκοντάψουμε νέα φάρμακα κατά την αναζήτηση εναλλακτικών μορίων σε DNA και RNA που μπορούν να αποθηκεύσουν κληρονομικές πληροφορίες", δήλωσε ο συν-συγγραφέας Pieter Burger, βιοχημικός στο Πανεπιστήμιο Emory.
