Alfabetul genetic primește două scrisori noi (sintetice)

De la începutul vieții pe această planetă, patru litere au guvernat toate procesele biologice ale fiecărui organism care a trăit vreodată și a murit: A, C, T și G. Acestea sunt cele patru perechi de nucleotide de bază care ajută la compunerea ADN-ului și dictează cum arată un organism, cum se comportă și ce rol ecologic are în natură. (Există, de asemenea, U în loc de T în ARN, pentru toți completiștii genetici acolo).

Dar vremurile sunt o schimbare. Creșterea biologiei sintetice înseamnă că nu mai este limitată la doar patru litere pentru a face ADN. Dupa decenii de munca, Steven Benner, un chimist organic la Fundatia pentru Aplicarea Evolutiei Moleculare din Florida, a extins in sfarsit codul cu ordine de scrisori noi pentru a-l imbunatati. Și rezultatul este două nucleotide noi, create artificial: P și Z.

În două lucrări publicate recent, Benner și colegii săi arată că P și Z se pot încadra în structura elicoidală a ADN-ului și contribuie la menținerea formei naturale a materialului genetic. Chiar mai bine, ADN-ul cu P și Z se comportă și - cel mai important - evolua la fel ca ADN-ul normal. Lucrările lui Benner pe P și Z sunt prezentate mai detaliat în Revista Quanta.

Există o problemă practică pentru motivul pentru care extinderea alfabetului genetic de la patru la șase litere este de ajutor. ADN-ul ajută la codificarea aminoacizilor, care pot fi strânși împreună în milioane de moduri pentru a face proteine ​​care ne ajută să ne construim așa cum suntem noi și să ne mișcăm procesele biologice înainte. Dar actuala alfabetă de patru litere codifică numai 20 de aminoacizi. Cu toate acestea, o alfabet de șase litere ar putea codifica 216 de aminoacizi diferiți și ar putea fi folosit pentru structuri proteice exponențial diferite.

Există o multitudine de modalități în care oamenii de știință ar putea folosi acest nou șase alfabet "FrankenDNA" în scopuri genetice și medicale. Cea de-a doua lucrare a lui Bennett evidențiază modul în care secvențele noastre ADN cu P și Z se pot lega selectiv de celulele tumorale. Această observație ar putea ajuta la identificarea unde poate fi localizată țesutul canceros în organism. Abilitatea de a sintetiza mai multe tipuri de proteine ​​ar putea fi, de asemenea, foarte utilă în rezolvarea multor tipuri de întrebări de cercetare despre biologie și va oferi o perspectivă fascinantă asupra proceselor evolutive.

Cel mai mare neajuns, cu toate acestea, este că mai multe litere nucleotidice creează șanse mai mari pentru ca erorile să apară în ADN. Având doar patru nucleotide diferite limitează tipul de mutații care ar putea apărea și reduce foarte mult șansele ca o mutație foarte gravă sau letală să se formeze. Chiar și doar alte două tipuri suplimentare de nucleotide s-ar putea dovedi dezastruoase în ceea ce privește repararea ADN-ului și controlul mutațiilor.

Indiferent, acest lucru nu va fi cu siguranță ultima dată când ne putem aștepta să vedem noi nucleotide care își fac drumul în ADN. Biologia sintetică abia începe să coboare.