Po prvýkrát v histórii sa podarilo umelo vytvoriť základné stavebné kamene DNA
Autori novej štúdie vytvorili v laboratórnych podmienkach nukleotidy, základné stavebné kamene DNA a tým aj života.
Výskumníkom z University of Cologne sa po prvýkrát v histórii podarilo umelo vytvoriť základné stavebné kamene DNA, nukleotidy. Tie by mohli byť použité ako umelá nukleová kyselina v rôznych terapeutických aplikáciách.
DNA je základom života, pretože ukrýva genetickú informáciu pre všetky žijúce organizmy. DNA sa zároveň skladá len zo štyroch odlišných stavebných blokov, ktoré nazývame nukleotidy. Samotné nukleotidy sa skladajú z troch odlišných častí, molekuly cukru, fosfátovej skupiny a jednej zo štyroch nukleobáz. Tými nukleobázami sú adenín, tymín, guanín a cytozín. Označujú sa písmenami A, T, G a C. V molekule DNA tieto nukleotidy vytvárajú bázové páry, ktoré majú jedinečnú molekulárnu geometriu. Bázové páry vždy vytvárajú rovnaké konfigurácie A-T a C-G.
Ako vysvetľujú vedci, nukleotidy sú naukladané vedľa seba miliónykrát a dokopy tvoria charakteristickú dvojšpirálovú štruktúru DNA, ktorá sa podobá na špirálové schodisko. V rámci nového výskumu sa ukázalo, že štruktúra nukleotidov môže byť výrazne modifikovaná v laboratórnych podmienkach. Podarilo sa im vytvoriť takzvanú therofuranosylovú nukleovú kyselinu, skrátene TNA. Tá sa vyznačuje novým dodatočným bázovým párom.
Vytvorenie TNA predstavuje mimoriadne dôležitý prvý krok k vývoju úplne umelej nukleovej kyseliny, ktorá by sa vyznačovala zlepšenými chemickými funkcionalitami. Umelé nukleové kyseliny sa líšia svojou štruktúrou od tých prirodzených. Zmeny v tomto prípade ovplyvňujú stabilitu a funkciu. Autori štúdie vysvetľujú, že TNA je stabilnejšia ako prirodzene sa vyskytujúca DNA a RNA. To so sebou prináša množstvo výhod pre potenciálne lekárske využitie.
Potenciál pre budúce liečebné metódy
TNA má namiesto štyroch nukleobáz až šesť a výskumníci upravili aj molekuly cukru. Tým dosiahli to, že TNA nedokáže byť rozpoznanou degradačnými enzýmami buniek. Tým vedci vyriešili jeden problém umelých nukleových kyselín. V predchádzajúcich výskumoch totiž vyšlo najavo, že keď vedci vložili umelú RNA do buniek, tá rapídne degraduje a stráca svoju funkčnosť. TNA dokáže existovať v bunke nepozorovane a tým zabezpečí dlhšie trvajúci pozitívny účinok.
Neprehliadnite
“TNA obsahuje aj dodatočný neprirodzený bázový pár. To umožňuje vytvoriť alternatívne väzby na cielené molekuly v bunke,” vysvetľuje Hannah Depmeier, vedúca štúdie.
Autori štúdie sa domnievajú, že táto funkcia by mohla byť použitá na vytvorenie takzvaných aptamérov. Ide o krátke DNA alebo RNA sekvencie, ktoré môžu vedci použiť na cielenú kontrolu bunečných mechanizmov. TNA by sa však mohla využiť aj na transportovanie liekov do špecifických orgánov v ľudskom tele. Ako posledné by ju mohli vedci použiť na diagnostiku. TNA by dokázala rozpoznať virálne proteíny alebo rozličné biomarkery.
Čo sa výskumu umelej DNA a RNA týka, v tomto smere rozšírila naše obzory aj štúdia vedcov z University of California, San Diego. Vo svojej práci dokázali, že RNA polymeráza, jeden z najdôležitejších enzýmov v procese syntézy proteínov, rozoznáva umelé nukleotidy rovnakým spôsobom, ako rozoznáva prirodzené.
Komentáre