DNA ja sen serkku RNA tallentavat geneettisen tiedon ja mahdollistavat elämän sellaisena kuin me sen tiedämme - mutta entä jos miljoonat vähemmän tunnetut kemikaalit voisivat tehdä aivan saman asian?
Uuden tutkimuksen mukaan yli miljoona kemiallista näkökulmaa voisi koodata biologista tietoa samalla tavalla kuin DNA. Uusi tutkimus, joka julkaistiin 9. syyskuuta Journal of Chemical Information and Modeling -lehdessä, saattaa osoittaa tietä uusiin lääkekohteisiin, selittää kuinka elämä ensin kehittyi Maapallolla ja jopa auttaa meitä etsimään elämän muotoja planeettamme ulkopuolelta, kirjoittajat kirjoitti.
"On todella mielenkiintoista pohtia vaihtoehtoisten geneettisten järjestelmien potentiaalia ... että nämä ovat mahdollisesti syntyneet ja kehittyneet erilaisissa ympäristöissä, ehkä jopa muilla planeettoilla tai kuukausilla aurinkokuntamme sisällä", kirjoittaja Jay Goodwin, Emory Universityn kemisti , sanoi lausunnossaan.
Sekä DNA että RNA, kaksi tunnettua nukleiinihappotyyppiä, sisältävät kemiallisia bittejä, joita kutsutaan nukleotideiksi, jotka linkittävät tietyssä järjestyksessä ja välittävät erilaisia tietoja järjestyksestä riippuen, samanlaisia kuin yksittäiset kirjallisen kirjoitetun lauseen sisällä olevat. Jotkut luonnolliset ja ihmisen tekemät molekyylit matkivat DNA: n perusrakennetta, mutta ennen tätä ei kukaan ollut yrittänyt laskea, kuinka monta näistä samankaltaisista voi olla, kirjoittajat kirjoittivat.
"Biologiassa on kahta tyyppisiä nukleiinihappoja", avustaja Jim Cleaves, Tokion teknillisen instituutin kemisti, totesi lausunnossa. "Halusimme tietää, löytyykö vielä yksi tai edes miljoona lisää."
"Vastaus on, että odotettavissa olevia on paljon, paljon enemmän", Cleaves sanoi.
Kirjoittajat suunnittelivat tietokoneohjelman nukleiinihappomaisten molekyylien kemiallisten kaavojen tuottamiseksi. DNA: ssa nukleotidit muodostuvat pariksi erillisissä pareissa ja kokoontuvat linjaan, joten tutkijat varmistivat, että niiden luomat molekyylit voivat muodostua samalla tavalla. Loppujen lopuksi heidän ohjelmaansa koottiin yli 1 160 000 erilaista molekyyliä, jotka täyttivät nämä peruskriteerit.
"Olimme yllättyneitä tämän laskennan tuloksesta", Kölnin saksalaisen ilmailu- ja kosmetiikkakeskuksen kemisti Markus Meringer sanoi lausunnossaan. "Olisi erittäin vaikeaa arvioida etukäteen, että telineitä on yli miljoona nukleiinihappomaista. Nyt tiedämme, ja voimme alkaa tutkia joitain näistä laboratoriossa."
Lukuisat samankaltaiset voivat selventää tarinaa siitä, kuinka elämä maan päällä oli, ennen kuin DNA ja RNA hallitsivat biologian maailmaa. Teoreettisesti evoluutio on saattanut suorittaa "koeajoja" joidenkin näiden muiden molekyylien kanssa ennen asettumista nukleiinihapoille geneettisten tietojen parhaimpana kuljettimena, kirjoittajat ehdottivat.
Samankaltaiset voivat myös polttaa tulevaa lääketieteellistä kehitystä, he lisäsivät. Nukleotidejä muistuttavia lääkkeitä käytetään jo vaarallisten virusten ja pahanlaatuisten syöpäsolujen heikentämiseen ihmiskehossa, lausunnon mukaan. Kun rakenteellisesti samanlaisia molekyylejä on käsillä, lääkekehittäjät voisivat mahdollisesti omaksua DNA: n tyyppisiä näytteitä tärkeänä aseena taudin torjunnassa.
"On ehdottoman kiehtovaa ajatella, että käyttämällä nykyaikaisia laskennallisia tekniikoita voimme kompastua uusiin lääkkeisiin etsiessään vaihtoehtoisia molekyylejä DNA: lle ja RNA: lle, jotka voivat tallentaa perinnöllistä tietoa", sanoi Emoryn yliopiston biokemikko Pieter Burger.
