ΔΗΜΙΟΥΡΓΗΘΗΚΕ «ΔΙΓΛΩΣΣΟ» ΜΟΡΙΟ: ΜΙΛΑ ΤΟΣΟ ως DNA όσο και ως ΠΡΩΤΕΙΝΗ!!!
Τα νουκλεϊνικά οξέα και οι πρωτεΐνες αποτελούν θεμελιώδη βιοπολυμερή που υποστηρίζουν τη ζωή στη Γη. Τα νουκλεϊνικά οξέα αποθηκεύουν μεγάλες ποσότητες πληροφοριών σε αλληλουχίες βάσεων (A, T, C, G), ενώ τα πεπτίδια και οι πρωτεΐνες χρησιμοποιούν διαφορετικές λειτουργικές ομάδες, τα αμινοξέα, για να δημιουργηθούν σύνθετες δομές που εκτελούν πολλαπλές δραστηριότητες. Με άλλα λόγια, γνωρίζουμε ότι για να κωδικοποιηθούν οι γενετικές πληροφορίες, τα έμβια όντα βασίζονται σε μόρια DΝΑ. Κάθε αλληλουχία DΝΑ δεσμεύεται/ζευγαρώνει μόνο με έναν συμπληρωματικό κλώνο DNA. Παρομοίως, οι σύνθετες πρωτεΐνες και τα συστατικά πεπτίδια τους είναι κατασκευασμένα από ένα αλφάβητο 21 αμινοξέων. Οι αλληλουχίες αμινοξέων φέρουν οδηγίες για το πώς πρέπει να κατασκευαστεί ένα μόριο και ποια είναι η λειτουργία του.
Γνωρίζουμε, επίσης, ότι η φύση έχει αναπτύξει μηχανισμούς για να διαβάσει τον γενετικό κώδικα DNA και να τον μεταφράσει σε κώδικα αμινοξέων. Ως εκ τούτου, τα υπάρχοντα βιοπολυμερή (DNA ή RNA) περιορίζονται στην κωδικοποίηση αλληλουχιών νουκλεοτιδίων ή αμινοξέων ξεχωριστά, περιορίζοντας τις πιθανές εφαρμογές τους στην ιατρική και τη βιοτεχνολογία.
Ερευνητική ομάδα στο Πανεπιστήμιο Emory στην Ατλάντα της Γεωργίας των ΗΠΑ σχεδίασε και συνένωσε τις δύο βασικές γλώσσες προγραμματισμού σε ένα μόνο μόριο. Κατασκεύασε ένα πρωτεϊνικό ικρίωμα και προσάρτησε νουκλεοτιδικά κομμάτια και αμινοξέα σε αυτή τη ραχοκοκαλιά, δημιουργώντας ένα «δίγλωσσο» μόριο που περιλαμβάνει έναν κώδικα πρωτεΐνης και μια αλληλουχία είτε DΝΑ είτε RNA, δηλ μόρια που φέρουν άλλον γενετικό κώδικα. Βάσει αυτών των κωδίκων, τα μόρια μπορούν στη συνέχεια να συναρμολογηθούν στις επιθυμητές δομές.
Το συνθετικό βιοπολυμόριο είναι εύκολο στην κατασκευή του, επιτρέποντας τη δημιουργία μιας ευρείας σειράς συνδυασμών πεπτιδίων και αλληλουχιών νουκλεοτιδίων καθορισμένων από τον χρήστη για διάφορες μελλοντικές εφαρμογές βιοϊατρικής και νανοτεχνολογίας.
*Βιβλιογραφία. Colin S. Swenson, Arventh Velusamy, Hector S. Argueta-Gonzalez, Jennifer M. Heemstra. Bilingual Peptide Nucleic Acids: Encoding the Languages of Nucleic Acids and Proteins in a Single Self-Assembling Biopolymer. J. Am. Chem. Soc., November 11, 2019. https://doi.org/10.1021/jacs.9b09146
ΔΗΜΙΟΥΡΓΗΘΗΚΕ «ΔΙΓΛΩΣΣΟ» ΜΟΡΙΟ: ΜΙΛΑ ΤΟΣΟ ως DNA όσο και ως ΠΡΩΤΕΙΝΗ!!!
