DNA a jej bratrancová RNA uchovávajú genetické informácie a umožňujú život tak, ako ho poznáme - ale čo keby milióny menej známych chemikálií dokázali urobiť to isté?
Nová štúdia naznačuje, že viac ako milión chemických pohľadov by mohol kódovať biologické informácie rovnakým spôsobom ako DNA. Nová štúdia, publikovaná 9. septembra v časopise Journal of Chemical Information and Modeling, by mohla poukazovať na nové ciele v oblasti farmaceutických liekov, vysvetliť, ako sa život prvýkrát vyvíjal na Zemi, a dokonca nám pomôžu pri hľadaní životných foriem mimo našej planéty, autori. napísal.
„Je skutočne vzrušujúce zvažovať potenciál alternatívnych genetických systémov… že by sa mohli objaviť a vyvinúť v rôznych prostrediach, možno dokonca aj na iných planétach alebo mesiacoch v našej slnečnej sústave,“ spoluautor Jay Goodwin, chemik na Emory University , uviedol vo vyhlásení.
DNA aj RNA, dva známe typy nukleových kyselín, obsahujú chemické kúsky nazývané nukleotidy, ktoré spájajú v konkrétnom poradí a prenášajú rôzne dáta, v závislosti od ich sekvencie, podobné jednotlivým písmenám v písanej vete. Niektoré prírodné a umelo vyrobené molekuly napodobňujú základnú štruktúru DNA, ale doteraz sa nikto nepokúsil spočítať, koľko z týchto podobných podobností by mohlo existovať, napísali autori.
„V biológii existujú dva druhy nukleových kyselín,“ uviedol vo vyhlásení spoluautor Jim Cleaves, chemik z Technologického inštitútu v Tokiu. „Chceli sme vedieť, či existuje ešte jeden alebo dokonca milión ďalších.“
„Odpoveď znie, že je veľa, oveľa viac, ako sa očakávalo,“ uviedol Cleaves.
Autori navrhli počítačový program na generovanie chemických vzorcov pre molekuly podobné nukleovým kyselinám. V DNA sa nukleotidy spájajú do odlišných párov a zostavujú sa do jednej línie, takže vedci zabezpečili, aby sa ich generované molekuly mohli tvoriť rovnakým spôsobom. Nakoniec ich program spojil viac ako 1 160 000 rôznych molekúl, ktoré spĺňajú tieto základné kritériá.
„Výsledok tohto výpočtu nás prekvapil,“ uviedol vo vyhlásení spoluautor Markus Meringer, chemik Nemeckého leteckého centra v Kolíne nad Rýnom. „Bolo by veľmi ťažké a priori odhadnúť, že existuje viac ako milión nukleových kyselín, ako sú lešenia. Teraz vieme a môžeme začať skúmať niektoré z nich v laboratóriu.“
Mnohé podoby môžu objasniť príbeh o tom, ako vznikol život na Zemi predtým, ako DNA a RNA dominovali svetu biológie. Autori navrhli, že teoreticky mohla evolúcia vykonať s niektorými z týchto ďalších molekúl „testovacie behy“ predtým, ako sa usadili na nukleových kyselinách ako najlepších dopravcoch genetických údajov.
Vzhľady môžu tiež podporovať budúci lekársky pokrok, dodali. Drogy, ktoré sa podobajú nukleotidom, sa už používajú na oslabenie nebezpečných vírusov a zhubných rakovinových buniek v ľudskom tele. Ak bude mať k dispozícii knižnica štruktúrne podobných molekúl, mohli by vývojári liekov prijať podobnú DNA ako hlavnú zbraň v boji proti chorobe.
„Je absolútne fascinujúce myslieť si, že použitím moderných výpočtových techník by sme mohli naraziť na nové lieky pri hľadaní alternatívnych molekúl k DNA a RNA, ktoré môžu uchovávať dedičné informácie,“ povedal spoluautor Pieter Burger, biochemik na Emory University.
