kilativ (kilativ) wrote,
kilativ
kilativ

Category:

Научные новости 20 апреля

Вся наследственная информация хранится в ДНК или РНК. Любое живое существо на планете использует ДНК (некоторые вирусы – РНК) в качестве носителя наследственности и альтернативных методов не существует. Довольно давно поднимается вопрос: такая ситуация связана с тем, что только РНК и ДНК могут эффективно выполнять наследственную функцию и потому были отобраны эволюцией или есть альтернативы?
Вопрос интересен не только с научной, но и с философской точки зрения: если возможны альтернативные варианты, почему их нет в природе? Теоретически, образование ДНК и РНК из случайных органических молекул крайне маловероятный процесс из за низкого содержания органики на первичной Земле и довольно экстремальных условиях в те времена. Тем не менее, Вселенная колоссальна и рано или поздно такое могло случиться, так почему не на Земле? Однако, если жизнь возникла случайно, то впоследствии, в связи с накоплением и усложнением органической составляющей на Земле, должны были возникнуть новые формы наследственных полимеров. Если же их не существует, то вопрос о самозарождении жизни (по крайней мере на Земле) подвисает в воздухе.
Группа ученых попыталась подойти к разрешению этого вопроса путем искусственного синтеза альтернативных вариантов нуклеиновых кислот, используя вместо рибозы и деоксирибозы другие сахара. Такая ДНК получила название ксено-ДНК, так как она по сути чужеродна всему живому на земле. Исследователи
синтезировали несколько вариантов энзиматическим способом. В отличие от химического синтеза, который неэффективен и не даёт ответа на возможность использования ксено-ДНК в качестве носителя информации живой системой, энзиматическая реакция подтверждает возможность передачи информации живой клеткой.
Первым шагом в работе был химический синтез альтернативных мономеров: строительных блоков для ксено-ДНК. На втором этапе ученые путем мутагенеза и отбора отобрали несколько вариантов ДНК-полимеразы, которая могла распознавать ксено-нуклеотиды и матричным способом синтезировать ксено-ДНК на матрице обычной ДНК. Ну и наконец, были отобраны полимеразы, которые могли использовать ксено-ДНК в качестве матрицы для синтеза обычной ДНК, что является подтверждением способности ксено-ДНК работать в качестве носителя информации. На данном этапе ученые меняли только остатки сахара в составе молекулы, не трогая основания, которые необходимы для образования водородных связей со своими партнерами для матричного синтеза полинуклеотидов и фосфаты, которые соединяют между собой отдельные мономеры.
Используемая стратегия сработала и ученые получили систему, в которой ксено-ДНК сперва синтезировалась на матрице ДНК, а затем сама служила матрицей для воспроизведения ДНК. Учитывая, что в качестве ферментов использовались мутантные варианты ДНК-полимеразы (синтез ксено-ДНК) и обратной транскриптазы (синтез ДНК с матрицы ксено-ДНК), то полученная точность воспроизведения генетической информации была не слишком высока: в лучшем случае на пять порядков меньше ДНК полимерази на два порядка хуже РНК-полимеразы.
Более того, ксено-ДНК оказалась способной к эволюции: при использовании отбора, появлялись варианты, способные специфично узнавать строго определенные молекулы. В качестве тестового объекта была использована РНК вируса СПИДа и лизоцим. В обоих случаях отбор привел к формированию строго определенной структуры ксено-ДНК, которая связывалась со своим партнером с константой диссоциации в интервале нескольких десятков наномолей, что очень и очень неплохо.
Вывод из статьи такой: альтернатива существующей наследственности имеется и она вполне достижима. Странно только почему её вокруг нас нет.
Следующим шагом могла бы стать замена оснований в ДНК на какие-то другие химические группы или на альтернативные основания, которые могли бы образовывать между собой пары и затем можно было бы использовать сходную стратегию для подтверждения передачи информации. Ну а самым интересным будет создание полностью альтернативных полимеров с чужеродными сахарами, основаниями, которые способны самовоспроизводиться минуя ДНК в качестве посредника. Это уже чистая ксенобиология.

Антибиотики убивают бактерии разными способами, однако всё больше и больше указаний на то, что у всех антибактериальных агентов помимо специфической цели существует ещё один, общий, механизм подавления: окислительный стресс. Группа ученых
показала, что это действительно так и бактерицидное действие опосредовано путем окисления гуанин-содержащих нуклеотидов в 8-оксо-гуанин, который при включении в состав ДНК может приводит к разрыву ДНК во время репликации и тем самым обеспечивает цито-токсический эффект антибиотиков.
Ученые привели данные, что бета-лактамы (пенециллин и производные), а также хинолоны (ципро, к примеру) приводят к образованию избытка ДНК, в которой 8-оксо-гуаниновые остатки полностью не репарируются и тем самым служат основой двунитивых разрывов в молекуле ДНК. А цитотоксичность аминогликозидов (канамицин и производные) связана с тем, что 8-оксо-гуаниновые остатки в составе РНК приводят к неправильной трансляции белков.
Tags: научные новости
Subscribe

Recent Posts from This Journal

  • Политический узник?

    Facing 11 years in prison, a former intel analyst condemns ‘undeniable cruelties’ of Afghanistan drone strikes Мужик раскрыл данные о военных…

  • Опять??

    Более трети населения США хотят разрушения своей страны - отделения от федерального центра. Причем если на Юге за в основном республиканцы и…

  • Дома дорожают, но народ выселяют?

    MIAMI IS hot—especially if you are selling a home. House prices are 20% higher than a year ago. And unlike other big American cities, rents are up…

  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 14 comments

Recent Posts from This Journal

  • Политический узник?

    Facing 11 years in prison, a former intel analyst condemns ‘undeniable cruelties’ of Afghanistan drone strikes Мужик раскрыл данные о военных…

  • Опять??

    Более трети населения США хотят разрушения своей страны - отделения от федерального центра. Причем если на Юге за в основном республиканцы и…

  • Дома дорожают, но народ выселяют?

    MIAMI IS hot—especially if you are selling a home. House prices are 20% higher than a year ago. And unlike other big American cities, rents are up…