Искусственная ДНК
Группа исследователей из США пытается «обогатить» ДНК, естественный генетический код каждого живого существа, новыми искусственными добавками. Их цель состоит в том, чтобы таким образом производить белки, которые никогда раньше не встречались в природе.
За исключением некоторых вирусов, несущих только РНК (рибонуклеиновую кислоту), все живые организмы несут свою генетическую информацию в цепочках ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота), которые соединены спирально, как пожарная лестница. составленный из тех же четырех оснований. Эти основания состоят из аденина, тимина, цитозина и гуанина.
Из них аденин соединяется только с тимином, а цитозин только с гуанином. Основания образуют цепочки триплетов, называемые кодонами. Каждый кодон выбирает одну из 20 встречающихся в природе аминокислот и добавляет ее к белковым цепям.
Команда под руководством Флойда Ромесберга, молекулярного биолога из Научно-исследовательского института Скриппса в Ла-Хойя, Калифорния, попыталась увеличить количество паттернов кодонов, добавив синтетические новые основания к исходным четырем основаниям ДНК.
По мнению исследователей, эти новые кодоны должны производить искусственные аминокислоты, которые, в свою очередь, должны создавать совершенно новые белки. Хотя эксперименты с неестественными основаниями относятся к 1980-м годам, образцы ДНК, к которым их добавляли, всегда были нестабильны.
Похоже, Ромесберг и его команда преодолели это препятствие. 20 искусственных оснований, созданных исследователями, так же, как и натуральные, связываются с сахарами и образуют нуклеозиды. Затем команда добавила одно из этих искусственных оснований к одной цепи ДНК. В процессе саморепликации ДНК ферменты, называемые полимеразами, считывают структуры в одной цепи и образуют пары, добавляя необходимые основания. Например, они связывают аденин с тимином и цитозин с гуанином. Неестественная основа создает другую связь, потому что находится в другой форме.
В предыдущих исследованиях было замечено, что полимеразы также присоединяют эти искусственные основания к искусственным парам. Однако проблема заключается в том, что эта искусственная пара останавливает процесс репликации ДНК. Чтобы решить эту проблему, команда экспериментировала с полимеразами различной структуры с искусственными основаниями, в итоге получив модель, работающую без остановки системы.
В конце эксперимента было замечено, что процесс репликации продолжался без перерыва в искусственной паре оснований. Однако процесс идет медленно, поскольку исследователи работают методом проб и ошибок. Конечная цель команды состоит в том, чтобы внедрить искусственную ДНК в бактерии, чтобы новые кодоны читались и копировались, не прерывая клеточную деятельность. Если цель достигнута, можно получить принципиально новые белки, которые можно использовать в медицине и химической промышленности
Читать: 165
