ADN-ul și vărul său ARN stochează informații genetice și permit viața așa cum o știm - dar ce se întâmplă dacă milioane de substanțe chimice mai puțin cunoscute ar putea face exact același lucru?
Un nou studiu sugerează că peste 1 milion de aspecte chimice ar putea codifica informațiile biologice în același mod în care ADN-ul face. Noul studiu, publicat pe 9 septembrie în Journal of Chemical Information and Modeling, ar putea să indice calea către noi ținte pentru medicamentele farmaceutice, să explice modul în care viața a evoluat prima dată pe Pământ și chiar ne va ajuta să căutăm forme de viață dincolo de planeta noastră, autorii. a scris.
"Este cu adevărat interesant să luăm în considerare potențialul pentru sisteme genetice alternative ... că acestea ar fi putut să apară și să fi evoluat în diferite medii, poate chiar și pe alte planete sau luni din sistemul nostru solar", co-autor Jay Goodwin, chimist la Universitatea Emory , a spus într-o declarație.
Atât ADN-ul cât și ARN-ul, cele două tipuri de acizi nucleici cunoscuți, conțin biți chimici numiți nucleotide, care se leagă într-o anumită ordine și transmit date diferite, în funcție de secvența lor, similare literelor individuale dintr-o propoziție scrisă. Unele molecule naturale și create de om imită structura de bază a ADN-ului, dar până acum nimeni nu a încercat să numere câte dintre aceste aspecte pot exista, au scris autorii.
"Există două tipuri de acizi nucleici în biologie", a declarat co-autorul Jim Cleaves, chimist la Institutul de Tehnologie din Tokyo, în declarație. „Am vrut să știm dacă mai este încă unul de găsit sau chiar un milion.”
"Răspunsul este că se pare că sunt multe, multe altele decât se aștepta", a spus Cleaves.
Autorii au proiectat un program de calculator pentru a genera formule chimice pentru molecule asemănătoare acidului nucleic. În ADN, nucleotidele se alătură în perechi distincte și se asamblează într-o linie, astfel încât oamenii de știință s-au asigurat că moleculele generate lor se pot forma în același mod. În final, programul lor a reunit peste 1.160.000 de molecule diferite care au îndeplinit aceste criterii de bază.
"Am fost surprinși de rezultatul acestui calcul", a declarat în declarație coautorul Markus Meringer, chimist la Centrul aerospațial german din Köln. "Ar fi foarte dificil să estimăm a priori că există mai mult de un milion de acid nucleic ca eșafodele. Acum știm și putem începe să analizăm unele dintre acestea în laborator."
Multitudinea de aspecte pot clarifica povestea modului în care a apărut viața pe Pământ, înainte ca ADN-ul și ARN să domine lumea biologiei. Teoretic, evoluția ar fi putut efectua „teste de testare” cu unele dintre aceste alte molecule înainte de stabilirea acizilor nucleici ca fiind cei mai buni transportori ai datelor genetice, sugerează autorii.
Aspecte similare pot, de asemenea, alimenta avansuri medicale viitoare, au adăugat ei. Medicamentele care seamănă cu nucleotide sunt deja folosite pentru a submina virusurile periculoase și celulele canceroase maligne din corpul uman, potrivit declarației. Cu o bibliotecă de molecule structurale similare pe mână, dezvoltatorii de medicamente ar putea adopta aspecte similare ADN-ului ca o armă majoră în lupta împotriva bolilor.
„Este absolut fascinant să ne gândim că, folosind tehnici de calcul moderne, am putea să ne împiedicăm de noi medicamente atunci când căutăm molecule alternative la ADN și ARN care pot stoca informații ereditare”, a declarat coautorul Pieter Burger, biochimist la Universitatea Emory.
