01.04 - 11:36

Химики создали транскрибируемую синтетическую ДНК с восьмибуквенным алфавитом


 

Американские химики синтезировали новые четыре аналога азотистых оснований, которые формируют пары по принципу комплементарности так же, как это делают природные основания A,T,G,C в составе ДНК живых организмов. Как показали ученые в статье в Science, полимер, содержащий все восемь букв («хатимодзи-ДНК»), напоминает по свойствам обычную ДНК и соответствует критериям носителя информации. Более того, с восьмибуквенной матрицы при помощи природного фермента удалось синтезировать молекулу РНК.

Информация в молекулах ДНК у всех живых организмов на Земле кодируется с использованием всего четырех букв генетического алфавита — A,T,G,C, за которыми скрываются азотистые основания пуринового и пиримидинового типа аденин, тимин, гуанин и цитозин. Эти четыре основания формируют пары по принципу комплементарности (A-T, G-C), которые удерживаются водородными связями. Любая последовательность букв формирует двойную спираль ДНК, которая обладает упорядоченной определенным образом структурой.

Эрвин Шредингер, рассуждая о природе носителя информации, предположил, что он представляет собой атипичный кристалл, мутации в котором не приводят к утрате свойств кристалла. Авторы новой статьи в Science (где и цитируется Шредингер), химики из Firebird Biomolecular Sciences во Флориде под руководством Стивена Беннера (Steven Benner), одного из пионеров синтетической биологии, расширили генетический алфавит с четырех букв до восьми. Ученые показали, что получившийся полимер в той же степени соответствует критериям Шредингера, что и природная ДНК. Такой полимер авторы назвали «хатимодзи-ДНК», что переводится как «восемь букв».

Ученые синтезировали две новых пары, Z-P и S-B, которые тоже удерживаются водородными связями, и проанализировали свойства двойной спирали с расширенным алфавитом. Они показали, что такие цепочки обладают регулярной структурой и предсказуемыми термодинамическими свойствами вне зависимости от последовательности. Кроме того, ученые показали, что с хатимодзи-матрицы можно синтезировать цепочку РНК.
В этом эксперименте ученые использовали вирусную T7 РНК-полимеразу, которая синтезировала на ДНК-матрице с использованием соответствующих рибонуклеотидов цепочку хатимодзи-РНК, складывающуюся в определенную структуру (аптамер). Структура, в свою очередь, связывала молекулу флуоресцентного красителя, которая при этом активировалась. Таким образом, синтез РНК можно было детектировать по свечению раствора.

Оказалось, что полимераза дикого типа способна использовать только три новых буквы из четырех, но перебрав все имеющиеся варианты ученые обнаружили мутантную версию полимеразы с тремя аминокислотными заменами, которая могла вставлять в РНК все четыре новых буквы.
Таким образом, ученые расширили генетический алфавит до восьми букв, увеличили плотность кодируемой информации и показали потенциальную возможность ее расшифровки в живых системах. Однако это не первый такой случай: мы рассказывали о том, как группа Флойда Ромсберга успешно реплицировала ДНК с шестибуквенным алфавитом в бактериях и даже закодировала с ее помощью новые аминокислоты. В этой серии работ ученые использовали другую пару X-Y, которая удерживается при помощи гидрофобных взаимодействий.

Как пишут в новой статье создатели «хатимодзи-ДНК», гидрофобные взаимодействия накладывают ограничения на последовательность букв, в которых можно использовать такую пару, потому что протяженные участки из таких пар в конечном итоге нарушают структуру ДНК. Свою восьмибуквенную ДНК авторы пока собираются использовать не для расширения генетического кода, а в более прикладных целях, например, для бар-кодирования последовательностей при секвенировании, создания наноструктур с заданными свойствами или для хранения информации вне клетки (о том как используют ДНК в качестве внешнего носителя, можно прочитать в нашем блоге).

https://nplus1.ru

Ключевые слова:
Читайте также:

Красота в деталях: 5 самых модных аксессуаров осени 2019, как у звезд Instagram

Обновляя гардероб к осени, не забудь о стильных аксессуарах! Они могут мгновенно сделать любой образ более трендовым и “освежить” твой внешний вид. Какие украшения будут актуальны осенью 2019 и какая сумочка должна появиться у тебя в коллекции
Подробнее »»

Тоня Матвиенко открыла секрет нежных ручек

Известная певица стала соведущей Григория Германа в студии "Ранку з Україною" на канале "Украина"
Подробнее »»

Дети и деньги – вопросы воспитания

В жизни каждого ребенка настает момент (обычно с 4-5 лет), когда он начинает интересоваться финансовой стороной жизни – стремится понять, что такое деньги, и откуда они берутся, какую роль играют в жизни семьи, как планируются расходы, и производятс
Подробнее »»

Оливковое масло - плюсы и минусы продукта

Хотя этот продукт привыкли воспринимать исключительно со знаком «плюс», оливковое масло все же нельзя считать абсолютно полезным.
Подробнее »»

Несколько причин есть капусту чаще

Капуста – один из самых ходовых овощей в широтах России, однако, признаться, далеко не всеми любимый.
Подробнее »»

Читайте также:
22.08 - 20:48

Как справиться с хронической тревожностью: 4 совета

Ощущение тревоги – естественная реакция организма на стресс. Как себе помочь, если тревожность стала хронической?
Подробнее »»

22.08 - 20:06

Конец истории: Хайден Панеттьери рассталась со своим бойфрендом

За год отношений Хайден Панеттьери и Брайан Хикерсон не раз становились самой обсуждаемой парой в прессе – в основном, из-за скандалов и громких выяснений отношений, во время которых начинающий актер даже доходил до рукоприкладства.
Подробнее »»

22.08 - 19:51

Учимся быть идеальной женой: воплощаем в реальность идеальный образ своего мужа

Хотите стать идеальной женой для своего мужа, но не знаете, какой именно она должна быть?
Подробнее »»

22.08 - 19:01

Телевизор – друг или враг ребенка?

Телевидение давно уже стало частью нашей жизни. Но с появлением в доме малыша взрослые вынуждены задумываться над многими связанными с этой темой вопросами: например, что несет детям телевизор – пользу или вред?
Подробнее »»

22.08 - 18:36

Выжить, чтобы любить, творить и путешествовать

"Отпущенное мне время буду щедрой на любовь, заботу и поддержку", – говорит Мила Реутова
Подробнее »»

22.08 - 18:06

Темпей

Темпей – богатая протеинами индонезийская лепешка с мелкими коричнево-серыми пятнышками.
Подробнее »»

22.08 - 17:56

Почему появляются мешки под глазами?

Мешки под глазами – неприятный косметический недостаток, который также способен влиять и на самочувствие.
Подробнее »»

22.08 - 17:03

ТОП-5 гастрономических трендов из будущего

Прошлое поколение представляло, как в будущем человечество будет питаться продуктами с тюбиков, как это делают космонавты.
Подробнее »»

22.08 - 16:56

Почему появляются мешки под глазами?

Мешки под глазами – неприятный косметический недостаток, который также способен влиять и на самочувствие.
Подробнее »»

22.08 - 16:46

Женщина едва не лишилась полового органа после паровой ванночки

Пострадавшая получила ожоги второй степени.
Подробнее »»

22.08 - 16:07

Шопинг с детьми – полезные советы

Ходить по магазинам с маленькими, но уже не грудными детьми – нелегкое дело.
Подчас обычный поход в супремаркет в компании ребенка превращается в настоящее испытание для ваших нервов, а иногда – и кошелька.

Подробнее »»

22.08 - 15:49

Женатый мужчина проявляет интерес

В погоне за устройством личного счастья, вы можете привлечь внимание человека, давно связанного брачными узами.
Подробнее »»

22.08 - 15:03

Питание для пожилых людей

Здоровое питание положительно влияет на состояние тела и ума и продлевает жизнь. В рационе пожилых людей обязательно должны присутствовать следующие нутриенты:
Подробнее »»

22.08 - 14:32

Как избавиться от морщин без инъекций и пластических операций

Замечательный результат дают тренировки мышц лица
Подробнее »»

22.08 - 14:10

Мечтать не вредно: как заставить свои желания осуществиться?

Кто-то из нас любит мечтать и ставит перед собой смелые цели. А другие наоборот опасаются собственных желаний.
Подробнее »»


Загрузка...
Loading...

Справочная информация

Загрузка...