DNK in njegova sestrična RNA hranijo genetske informacije in omogočajo življenje takšnemu, kot ga poznamo - a kaj, ko bi milijoni manj znanih kemikalij lahko storili popolnoma isto stvar?
Nova študija nakazuje, da bi več kot milijon kemičnih podob podobno kot DNK lahko kodiralo biološke informacije. Nova študija, objavljena 9. septembra v Journal of Chemical Information and Modeling, bi lahko usmerila pot do novih ciljev farmacevtskih zdravil, razlagala, kako se je življenje prvič razvijalo na Zemlji, in celo pomagala pri iskanju življenjskih oblik zunaj našega planeta, avtorji napisal.
"Resnično je vznemirljivo razmisliti o potencialu nadomestnih genetskih sistemov ... da bi se ti morda pojavili in razvili v različnih okoljih, morda celo na drugih planetih ali lunah v našem osončju," je soavtor Jay Goodwin, kemik na univerzi Emory , je zapisano v izjavi.
Tako DNK kot RNA, obe znani vrsti nukleinskih kislin, vsebujeta kemične bite, imenovane nukleotidi, ki se povezujejo v določenem zaporedju in prenašajo različne podatke, odvisno od njihovega zaporedja, podobno kot posamezne črke v pisnem stavku. Nekatere naravne in umetne molekule posnemajo osnovno strukturo DNK, vendar doslej nihče ni poskušal prešteti, koliko takšnih podobnih bi lahko bilo, so zapisali avtorji.
"V biologiji obstajata dve vrsti nukleinskih kislin," je v izjavi povedal soavtor Jim Cleaves, kemik s tokijskega tehnološkega inštituta. "Želeli smo vedeti, ali je mogoče najti še enega ali celo milijon več."
"Odgovor je, zdi se, da je veliko, veliko več, kot so pričakovali," je dejal Cleaves.
Avtorja sta zasnovala računalniški program za ustvarjanje kemičnih formul za molekule, podobne nukleinskim kislinam. V DNK se nukleotidi združijo v ločene paritve in se zberejo v linijo, zato so znanstveniki poskrbeli, da se lahko njihove generirane molekule tvorijo na enak način. Na koncu je njihov program sestavil več kot 1.160.000 različnih molekul, ki so ustrezale tem osnovnim kriterijem.
"Presenečeni smo bili nad izidom tega izračuna," je v izjavi povedal soavtor Markus Meringer, kemik v nemškem letalsko-vesoljskem centru v Kölnu. "A priori bi bilo težko oceniti, da je več kot milijon nukleinskih kislin, podobnih odrov. Zdaj vemo in v laboratoriju lahko začnemo preizkušati nekatere od teh."
Številni podobni vidiki lahko razjasnijo zgodbo o življenju na Zemlji, preden sta DNK in RNA zavladala svetu biologije. Teoretično je mogoče, da je evolucija izvedla "testne vožnje" z nekaterimi od teh drugih molekul, preden se je naselila na nukleinske kisline kot najboljši prenosnik genetskih podatkov, so predlagali avtorji.
Videti bodo lahko tudi spodbudili prihodnji zdravstveni napredek, so dodali. Zdravila, ki spominjajo na nukleotide, se že uporabljajo za spodkopavanje nevarnih virusov in malignih rakavih celic v človeškem telesu, piše v izjavi. Ob knjižnici strukturno podobnih molekul lahko razvijalci zdravil potencialno sprejmejo podobne DNK kot glavno orožje v boju proti bolezni.
"Popolnoma fascinantno je misliti, da bi se lahko s pomočjo sodobnih računskih tehnik naleteli na nova zdravila pri iskanju alternativnih molekul DNK in RNK, ki lahko hranijo dedne podatke," je povedal soavtor Pieter Burger, biokemičar z univerze Emory.
