Расширение генетического кода
Природные ДНК и РНК состоят из четырех нуклеотидных оснований, которые для соединения образуют водородные связи. Хошика и соавторы исследования добавили ещё четыре синтетических нуклеотида для получения восьмибуквенного генетического кода и создания так называемой ДНК хатимодзи (хачимоджи). В сочетании с синтезированной РНК-полимеразой Т7 этот расширенный алфавит ДНК может быть транскрибирован в РНК*.
Таким образом, могут быть созданы новые формы ДНК, увеличивающие плотность информации генетических биополимеров, что может быть использовано для будущих синтетических биологических приложений.
Аннотация
Учёные сообщают о ДНК- и РНК-подобных системах, сконструированных из восьми нуклеотидных "букв" (отсюда и название "хатимодзи"), которые образуют четыре ортогональные пары.
Эти синтетические системы отвечают структурным требованиям, необходимым для поддержания эволюции по Дарвину, включая полиэлектролитный каркас, предсказуемую термодинамическую стабильность и стереорегулярные строительные блоки, которые соответствуют апериодическому кристаллу Шредингера.
Измеренные термодинамические параметры предполагают стабильность дуплексов хатимодзи, что позволяет новой ДНК увеличить информационную плотность природной земной ДНК. Три кристаллические структуры показывают, что синтетические строительные блоки не нарушают апериодический кристалл, видимый в двойной спирали ДНК.
Учёные транскрибировали ДНК хатимодзи и получили в результате РНК хатимодзи в виде работающего флуоресцентного аптамера**.
Эти результаты расширяют спектр молекулярных структур, способных поддерживать жизнь, включая и жизнь во всём космосе.
* Транскрипция (от лат. transcriptio — переписывание) - процесс синтеза РНК с использованием ДНК в качестве матрицы, происходящий во всех живых клетках. Другими словами, это перенос генетической информации с ДНК на РНК.
** Аптамеры (от латинского aptus - соответствующий, подходящий) - молекулы нуклеиновой кислоты (НК) - ДНК или РНК, способные специфически узнавать и с высоким сродством связывать соответствующие мишени: низкомолекулярные вещества, биополимеры, целые клетки.
Перевод аннотации статьи из журнала Science.