ДНК е само една от милионите възможни генетични молекули

Нова научна работа, публикувана в списание Journal of Chemical Information and Modeling показа, че съществуват милиони химически съединения, които могат да бъдат използвани за съхранение на генетичната информация. Нещо повече, учените показаха, че алтернативните молекули от този тип не са само няколко, а милиони. Създаден бе сложен компютърен модел, който показа, че вместо двете нуклеинови киселини - ДНК и РНК в нашия организъм, възможно е съществуването на милиони други "протомолекули", които могат да съхраняват генетичната информация.

Според съвременната наука генетичната информация на нашите организми преминава от ДНК към РНК, а самата РНК прехвърля тази информация в полезните за нашите организми продукти, каквито са например протеините. Новото научно изследване показва, че ДНК и РНК са само два варианта от милионите други. Получените резултати имат много голямо значение за разработването на нови лекарства, както и за по-доброто разбиране на произхода на живота на Земята, а и възможното присъствие на тези две основни молекули в останалата част на Вселената.

ДНК и РНК

Биологията ни учи, че генетичната информация преминава от ДНК към РНК, а след това към протеините, но когато тази информация бъде подадена към даден протеин, тя повече не може да се върне във вид на ДНК или РНК. Това е едно универсално правило за всички живи организми на Земята. Но дали това е задължително? Дали генетичната информация не може да се записва и съхранява и в други среди, освен в двете нуклеинови киселини?

Има аналози на нуклеиновите киселини, много от които се използват като основа за важни лекарства, като например за лечение на СПИН и хепатит, както и за лекуване на рака. Но съвсем доскоро никой не знаеше колко аналози на нуклеиновите киселини могат да съществуват.

Генетичната информация се прехвърля от ДНК към РНК, която след това подава тази информация към полезните за организмите продукти, каквито са например протеините. Новото научно изследване показва, че ДНК и РНК са само два варианта от милиони други възможни

Подробно изследване на тези въпроси бе публикувано във вид на научна работа в популярното списание Chemical Information and Modeling. Използван е сложен компютърен модел, който генерира всички възможни протомолекули, съответстващи на определен набор от критерии. Компютърният модел може да прави и химически анализ на виртуално създадената протомолекула. Конкретно в този случай, основният критерий е търсене на химични съединения, които могат да бъдат аналози на нуклеиновите киселини и могат да се използват за запис и съхраняване на генетичната информация.

"Ние бяхме много учудени от получените резултати" - заяви съавторът на научната работа Маркус Мерингър (Markus Meringer) в интервю за Big Think "Бе твърде трудно априори да схванем, че съществуват над милион подобни протомолекули. Но сега ние знаем това и можем да започнем да изследваме някои от тях в нашите лаборатории".

Да отбележим, че в рамките на тази научна работа бе представен дълъг списък от кандидати, които ще бъдат изучени с цел да се разбере, дали могат да бъдат използвани като основа за лекарства срещу някои сериозни заболявания, като например СПИН и рак.

Базовата молекула на живота - ДНК молекулата

Редица учени са на мнение, че преди ДНК да стане доминиращата молекула за съхранение на генетичната информация, природата е използвала РНК за кодирането на генетичните данни и за тяхното предаване към следващите поколения. Отчасти това е свързано с факта, че РНК директно може да произвежда протеини, което ДНК не може да прави самостоятелно, както и заради нейната по-опростена структура.

С течение на времето постепенно е започнало използването на ДНК за съхраняване на генетичната информация заради нейната по-голяма стабилност, както и заради това, че ДНК може да използва РНК като посредник за производство на точно определени протеини. РНК също е много сложно химично съединение, което е доста нестабилно. Учените са на мнение, че причината за това е, че преди много години се е използвал по-опростен вариант на РНК, който най-вероятно е включвал някой аналози на нуклеиновите киселини, разглеждани в тази научна работа.

Милионите нуклеинови киселини

Тази научна работа не само разкрива по какъв начин животът е могъл да възникне на Земята, но хвърля светлина и върху извънземния живот. Авторите на това изследване подчертават, че наистина е интересно да се разгледа и оцени потенциала на алтернативните генетични системи, базирани на тези алтернативни нуклеозиди. Смело може да се предположи, че в една алтернативна среда биха възникнали и еволюирали друг вид протомолекули, може би дори на другите планети и луни на нашата Слънчева система.

Откритите в рамките на това изследване алтернативни генетични системи могат значително да разширят нашето разбиране на биологията и еволюцията, което може да помогне за решаването на редица проблеми тук, на Земята. Когато търсим извънземен живот, почти винаги търсим признаци за съществуването на РНК и ДНК. Това е един твърде тесен обхват на търсене, който едва ли ще доведе до някакъв резултат. В края на краищата, ако има милиони алтернативи на молекули, които могат да съхраняват генетичната информация, то би трябвало да има нещо много особено, което е накарало природата да се спре само върху ДНК и РНК.