КНК не хуже ДНК



Альтернатива натуральным носителям генетической информации РНК и ДНК – ксенонуклеиновые кислоты, способные передавать генетическую информацию, синтезированы в лаборатории. Их можно превращать в различные биологически полезные формы с помощью «направленной эволюции» и использовать в качестве биосенсоров.

Международная группа исследователей из США, Великобритании, Бельгии и Дании опубликовала в последнем номере журнала Science сообщение о синтезированных ими молекулах, которые могут выступать в качестве альтернатив природным носителям генетической информации – РНК и ДНК.

Вопрос о том, могут ли существовать подобные альтернативы, давно был предметом многих исследований и ожесточенных дебатов в научном сообществе. Непосредственное участие в них принимал и Джон Чепэт, биохимик из Института биосинтеза при Университете Южной Аризоны.

Недавно он предположил, что одной из таких альтернатив может стать нуклеиновая кислота треозы (треоза – один из простейших сахаров с формулой C4H8O4).

Теперь он продолжил развитие своих исследований в составе европейской группы, занятой более общим вопросом – ксенонуклеиновыми кислотами (XNA), то есть чужеродными нуклеиновыми кислотами, молекулами, в природе не существующими, но точно так же, как РНК и ДНК, способными хранить и передавать генетическую информацию.

Сегодня эта группа впервые продемонстрировала созданный ею набор из шести таких «неестественных» полимеров нуклеиновой кислоты.

Создание на их основе ксеносуществ, первым приходящее в голову журналистам, слишком пока фантастично и нереально, и его исследователи, естественно, даже не рассматривали.

Им хватило и того, что можно сделать с XNA в настоящее время. Оказалось, что одну из них можно превращать в различные биологически полезные формы с помощью «направленной эволюции».

Так, в лаборатории были также созданы так называемые аптамеры нуклеиновых кислот, своеобразные химические датчики, рецепторы, которые реагируют на появление определенного химического соединения. В обычной генетике они используются, в частности, для поиска повреждений в ДНК или реагируют на появление соединения, на которое они настроены выключением соответствующего гена. Созданные группой ксено-аптамеры способны не только на участие в подобных генетических процессах, они могут работать по принципу антител, с высокой эффективностью находя и связывая соответствующие молекулы.

Джон Чепэт утверждает, что XNA можно будет использовать при создании новых типов диагностики и новых ксено-биосенсоров, которые смогут работать даже успешнее, чем природные, поскольку естественные ферменты-охранники, настроенные разрушать чужие ДНК и РНК, их просто не увидят.

Экспериментальная ксенобиология, новая наука, начало которой положено этой работой, по словам Чепэта, позволит в будущем создавать прежде невиданные терапевтические методы.

Эта работа по ксенонуклеиновым кислотам дает возможный ответ еще на один вопрос, который десятилетиями мучает генетиков: как на Земле появились ДНК и РНК.

В конце прошлого века ученые выяснили, что ДНК, вероятнее всего, появилась после менее сложной РНК, но вот как в природе могла быть синтезирована РНК, тоже сложнейшая молекула, они не понимали. Академик Александр Спирин, один из главных в мире специалистов по РНК, утверждал как-то, что он потратил два года жизни на этот вопрос, и выяснил, что случайный синтез РНК мог произойти за время, намного большее, чем время жизни Вселенной. Вероятность такого события намного меньше, чем вероятность того, что обезьяна, шлепая по клавишам, напишет «Войну и Мир».

По одной из гипотез, молекулам РНК предшествовали более простые молекулы – пре-РНК, но у нее было множество нестыковок, которые прекрасным образом убираются, если предположить, что посредником между пре-РНК и РНК было какое-то ксеногенетическое соединение – ксено-нуклеиновая кислота.

Таким посредником, по утверждению Чепэта, вполне могла быть его любимая нуклеиновая кислота треозы (ТНК).

Обладая способностью работать с четырьмя нуклеотидами, четырьмя буквами, составляющими генетический алфавит – А, С, Т и G – по законам, установленным еще Уотсоном и Криком, открывшими двойную спираль ДНК, эта ТНК могла исполнить роль синхронного переводчика, передавшего информацию из мира пре-РНК в мир РНК.

Источник

«Между прочим, религиозный студент может придти в замешательство, недоумевая зачем бог создаёт проблемы, снабжая хищников красивой адаптацией для ловли добычи, при этом другой рукой снабжая добычу красивой адаптацией, препятствующей этому. Видимо он наслаждается этим спортом как зритель»

Ричард Докинз