ADN-ul tradițional este format din patru perechi de baze, A, C, G și T. Însă sistemul genetic recent creat este ambalat cu opt - de două ori mai mult decât s-ar găsi în mod normal în molecule auto-replicante. Noul sistem a fost numit „hachimoji” și ceea ce este cel mai interesant - poate părea blocurile de viață extraterestră, adică extratereștrii. Un nou studiu publicat recent în Science descrie hachimoji, ceea ce înseamnă „opt scrisori” în japoneză.
În plus față de cele patru perechi de bază, acest sistem genetic are patru blocuri de construcție, care cresc semnificativ densitatea informațiilor în comparație cu ADN-ul convențional. Oamenii de știință care depun lucrările spun că noul sistem poate fi suficient de robust pentru a susține viața - adică pentru a sprijini procesele necesare auto-replicării darwiniene.
ADN străin de opt scrisori
Să lămurim imediat că hachimoji nu este un organism autonom care se auto-susține. Mai degrabă, este un model al unei structuri genetice alternative necesare pentru a susține viața autoreplicantă. Pe Pământ, numai ARN și ADN îndeplinesc această funcție, dar acest lucru nu înseamnă că alte opțiuni în spațiu nu pot exista. De fapt, astrobiologii sunt foarte interesați de acest studiu, deoarece demonstrează un alt posibil mecanism din care viața ar putea să apară, să evolueze și să devină complexă.
Autorii studiului nu susțin că hachimoji există în întregul univers, dar consideră că este posibil să se ia și „să-și imagineze procese paralele”, spune Andrew Ellington, coautor al noii cercetări și biolog sintetic la Universitatea din Texas, Austin. "Analizând cu atenție rolurile formei, dimensiunii și structurii în ADN-ul hachimoji, în această lucrare ne extindem înțelegerea tipurilor de molecule care ar putea stoca informații despre viața extraterestră în lumile extraterestre."
În ARN normal și ADN, combinația de patru perechi de baze permite stocarea și transmiterea informațiilor genetice. Aceste patru blocuri de ADN, sau nucleotide, sunt compuse din adenină, citozină, guanină și timină sau pur și simplu A, C, G și T. În ARN, T este înlocuit de uracil (U). Bazele de bază codifică aminoacizii, blocurile fundamentale ale proteinelor.
Cercetările anterioare au creat ADN-ul sintetic cu patru litere alternative în total și un sistem cu două perechi de baze suplimentare (șase în total), dar în ultimul studiu, oamenii de știință au crescut acest număr la opt.
Video promotional:
Cele patru noi litere, P, B, Z și S, sunt aproximativ similare în structură și funcționalitate cu ADN-ul obișnuit, potrivit noilor cercetări; P și B sunt asemănătoare purinei, în timp ce Z și S sunt similare pirimidinei. În teste, sistemul genetic a arătat capacitatea de a stoca și transmite informații, imitând în esență comportamentul molecular al ADN-ului obișnuit de patru litere. De asemenea, hachimoji îndeplinește, de asemenea, cerințele lui Schrödinger, care definesc sistemul darwinian de evoluție moleculară (același Schrödinger a cărui pisică nu este nici vie, nici moartă). Schrödinger a descris patru cerințe pentru evoluție: stocarea informațiilor, transmiterea, integritatea structurală și o formă sau structură fizică evidentă.
„ADN-ul Hachimoji poate face tot ceea ce ADN-ul face pentru a susține viața. Se împerechează predictibil, iar regulile îi dictează stabilitatea. ADN-ul Hachimoji poate fi copiat pentru a crea ARN Hachimoji, poate sintetiza proteinele direct. ARN Hachimoji poate avea un fenotip selectiv (structură fizică), iar în acest experiment, și o strălucire fluorescentă verde."
Laurie Haze, director interimar al Diviziei de Științe Planetare NASA, a lăudat studiul: „Descoperirea vieții este un obiectiv din ce în ce mai important al misiunilor de științe planetare ale NASA, iar această nouă lucrare va ajuta la dezvoltarea instrumentelor și experimentelor eficiente care ne vor extinde căutarea."
„Această cercetare este importantă deoarece ADN-ul a fost întotdeauna considerat unic. De exemplu, ADN-ul este singurul material cu care putem proiecta secvențe cu stabilitate previzibilă”, spune Floyd Romesberg, genetician la Scripps Institute și autor al unui studiu cu șase perechi sintetice. „Și după cum a arătat Steve Benner, noile sale patru scrisori îndeplinesc și toate aspectele acestei stabilități previzibile. Cu toate că au existat idei că alte lucruri decât cele patru litere naturale ale ADN-ului pot avea această proprietate, această lucrare demonstrează cu adevărat acest lucru pentru prima dată."
De asemenea, Romesberg spune că o aplicație importantă a alfabetului cu opt litere este controlul asociațiilor moleculare, adică capacitatea de a programa configurația nucleotidelor. A spus el, alfabet cu opt litere, este în mod mai specific mai precis decât alfabetul cu patru litere.
„Cu toate acestea, va fi inutil dacă stabilitatea alfabetului cu opt litere nu este previzibilă sau programabilă”, spune Romesberg. „Demonstrând acest lucru, Steve a descoperit noi aplicații care probabil vor apărea în laboratorul său în curând”.
Rezultatele lucrării pot duce nu numai la consecințe astrobiologice, ci și să lase o amprentă în lumea reală - de exemplu, îmbunătățirea echipamentelor de diagnostic, monitorizarea mediului (precum detectarea virusurilor periculoase), poate duce la apariția stocării alternative de informații, proteine cu aminoacizi adăugați și noi medicamente inovatoare …
Ilya Khel
