DNK i njegova rođačka RNA pohranjuju genetske informacije i omogućavaju život onakvim kakav znamo - ali što ako milijuni manje poznatih kemikalija mogu učiniti istu stvar?
Nova studija sugerira da bi više od milijun sličnih kemijskih izgleda moglo kodirati biološke informacije na isti način kao što to čini DNK. Nova studija, objavljena 9. rujna u časopisu Chemical Chemical Information and Modeling, mogla bi usmjeriti put do novih ciljeva farmaceutskih lijekova, objasniti kako se život prvi razvijao na Zemlji i čak nam pomoći u traženju životnih formi izvan našeg planeta, tvrde autori napisao.
"Zaista je uzbudljivo razmotriti potencijal alternativnih genetskih sustava ... da bi se oni možda pojavili i razvili u različitim okruženjima, možda čak i na drugim planetima ili mjesečevima u našem Sunčevom sustavu", koautor Jay Goodwin, kemičar sa sveučilišta Emory , stoji u izjavi.
I DNK i RNA, dvije poznate vrste nukleinskih kiselina, sadrže kemijske bitove nazvane nukleotidi, koji se povezuju određenim redoslijedom i prenose različite podatke, ovisno o njihovom redoslijedu, slično kao pojedinačna slova u pisanoj rečenici. Neke prirodne i umjetne molekule oponašaju osnovnu strukturu DNK, no do sada nitko nije pokušao prebrojati koliko ovih sličnih može postojati, napisali su autori.
"Postoje dvije vrste nukleinskih kiselina u biologiji", rekao je koautor Jim Cleaves, kemičar s tokijskog tehnološkog instituta. "Željeli smo znati postoji li još jedan ili čak milijun više."
"Odgovor je, čini se, bilo je mnogo, mnogo više nego što se očekivalo", rekao je Cleaves.
Autori su osmislili računalni program za generiranje kemijskih formula za molekule slične nukleinskoj kiselini. U DNK, nukleotidi se spajaju u različite parove i sastavljaju se u liniju, tako da su znanstvenici osigurali da se njihove generirane molekule mogu formirati na isti način. Na kraju je njihov program spojio više od 1.160.000 različitih molekula koje su udovoljile ovim osnovnim kriterijima.
"Iznenađeni smo rezultatom ovog izračuna", rekao je u izjavi koautor Markus Meringer, kemičar njemačkog zrakoplovnog centra u Kölnu. "Bilo bi vrlo teško unaprijed procijeniti da postoji više od milijun nukleinskih kiselina poput skela. Sada znamo, i neke od njih možemo započeti ispitivati u laboratoriju."
Mnoštvo sličnih izgleda može pojasniti priču o tome kako je nastao život na Zemlji prije nego što su DNA i RNA zavladale svijetom biologije. Teoretski, evolucija je možda obavljala "pokusne testove" s nekim od ovih drugih molekula prije nego što se nastanila na nukleinskim kiselinama kao najboljim prijenosnicima genetskih podataka, sugerirali su autori.
Izgledi mogu također potaknuti medicinski napredak u budućnosti, dodali su. Lijekovi koji nalikuju nukleotidima već se koriste za podrivanje opasnih virusa i malignih stanica raka u ljudskom tijelu, navodi se u izjavi. Uz biblioteku strukturno sličnih molekula pri ruci, proizvođači lijekova mogu potencijalno usvojiti DNK-ove slične kao glavno oružje u borbi protiv bolesti.
"Apsolutno je fascinantno misliti da bismo se pomoću suvremenih računalnih tehnika mogli susresti s novim lijekovima prilikom traženja alternativnih molekula DNA i RNK-a koji mogu pohraniti nasljedne podatke", rekao je koautor Pieter Burger, biokemičar sa sveučilišta Emory.
