Nowe publikacje
Stworzono sztuczną strukturę zdolną do samoreplikacji jak cząsteczka DNA
Ostatnia recenzja: 30.06.2025
Cała zawartość iLive jest sprawdzana medycznie lub sprawdzana pod względem faktycznym, aby zapewnić jak największą dokładność faktyczną.
Mamy ścisłe wytyczne dotyczące pozyskiwania i tylko linki do renomowanych serwisów medialnych, akademickich instytucji badawczych i, o ile to możliwe, recenzowanych badań medycznych. Zauważ, że liczby w nawiasach ([1], [2] itd.) Są linkami do tych badań, które można kliknąć.
Jeśli uważasz, że któraś z naszych treści jest niedokładna, nieaktualna lub w inny sposób wątpliwa, wybierz ją i naciśnij Ctrl + Enter.
Chemicy stworzyli sztuczną strukturę, która może się samoreplikować jak cząsteczka DNA. Naukowcy uważają, że niedługo materiały będą się samoreplikować. Pomysł na DNA
Składniki, oparte na nukleotydach – „cegiełkach” DNA, działają jak litery, które łączą się, tworząc słowo. Jednak w przeciwieństwie do podwójnej helisy DNA, pojedynczy element sztucznego materiału składa się z trzech równoległych łańcuchów nukleotydów o długości siedmiu zasad. Są one (zasady) połączone jednym prostopadłym fragmentem helisy, na której zewnętrznej powierzchni znajdują się chemiczne „klucze”. Kontrolują one, które cząsteczki mogą przyłączyć się do danej sekcji łańcucha.
Ten system - wiązka trzech pojedynczych helis połączonych trzema podwójnymi helisami DNA - został nazwany przez chemików BTX (bent triple helix molecules containing three DNA double heliss). Naukowcy piszą, że takie fragmenty są zdolne do łączenia się w wydłużone łańcuchy. A teoretycznie liczba unikalnych składników materiału syntetycznego nie jest ograniczona.
Grupa naukowców pod przewodnictwem Paula Chaikina z Uniwersytetu Nowojorskiego (USA) wykorzystała swój wynalazek do stworzenia „puzzli” składających się z dwóch części oraz ich bliźniaczych odpowiedników.
Do probówki z zestawem łańcuchów BTX chemicy dodali substancję, która zainicjowała proces montażu. W rezultacie poszczególne części „puzzle” komplementarnie połączyły się ze sobą – znalazły się wzajemnie zgodnie z typem „dziurki od klucza” i „kluczy”.
Chemicy piszą, że w pierwszym etapie składnik „puzzle” przyłączył się do wolnego końca substancji inicjującej. Następnie rozpoczęła się reakcja łańcuchowa i inne składniki zostały przyciągnięte do cząsteczkowej „puzzle”. Do trzeciej generacji
Chemicy wykorzystali powstałe łańcuchy do uzyskania podobnych cząsteczek potomnych. Podgrzewając mieszaninę łańcuchów macierzystych i potomnych do temperatury zerwania wiązania wodorowego (około 40°C), chemicy rozdzielili mieszaninę na cząsteczki dwóch generacji. Dalsza analiza wykazała, że około 70% łańcuchów potomnych idealnie powtarzało strukturę cząsteczki macierzystej.
Zespół Chaikina uzyskał kolejną generację macierzystej cząsteczki. Jednak w trzeciej generacji dokładność kopiowania znacznie się pogorszyła: tylko 31% „potomków” – wnuków pierwszej cząsteczki – całkowicie powtórzyło strukturę oryginalnej cząsteczki.
Autorzy artykułu opublikowanego w Nature uważają, że zmieniając właściwości chemiczne składników „puzzle”, będą mogli wyeliminować konieczność podgrzewania mieszanki po każdym procesie kopiowania. Jeśli chemicy wdrożą swój pomysł, prawdopodobnie pojawią się systemy syntetyczne, które będą się odtwarzać bez ingerencji człowieka.
„Wykazaliśmy, że nie tylko cząsteczki DNA i RNA mogą się samoreplikować. Nasze opracowanie jest pierwszym krokiem w kierunku tworzenia sztucznych, samoreplikujących się materiałów” – podsumowują autorzy wynalazku.
[