 | Registrací získáte možnost přispívat, diskutovat, měnit vzhled... |
|
 |
Nepřírodní život ?
|
Všechny živé organismy na Zemi jsou založeny na jednoduchém principu uchovávání genetické informace v dlouhé dvojšroubovicové molekule DNA (deoxyribonukleové kyseliny) - komplexu tvořeného dvěma dlouhými molekulami vzájemně stočenými do dvojité spirály, jejím přepisu pomocí kratších molekul RNA (ribonukleové kyseliny) a posléze jejího promítnutí do syntézy mnoha tisíc různých enzymů (biologických katalyzátorů), řídících strukturu a průběh všech složitých biochemických procesů v systému nazývaném organismus. Právě objevení tohoto principu bylo patrně největším objevem druhé poloviny minulého století ...
Popsaný princip je nejen shodný pro všechny organismy, ale i jeho "technická realizace" je pro všechny organismy prakticky totožná. Víme, že genetická informace je kódována univerzálním čtyřpísmenným kódem, který reprezentují čtyři různé báze (segmenty) na molekule DNA - adenin (A). guanin (G), cytosin (C) a tymin (T). Tyto báze jsou párové v tom smyslu, že dvojice A - T a G - C jsou prostorově komplementární. Pořadí bází na dlouhé molekule DNA představuje "zápis" genetické informace. Druhá molekula šroubovice - komplementární molekula DNA - má na protějších místech párové báze. Tato struktura umožňuje přepis genetické informace tak, že se - po rozvinutí dvojšroubovice - podle jedné molekuly vytváří molekula komplementární složená z párových bází. Víme také, že "informační smysl" mají vždy trojice bází jdoucích za sebou, tzv. kodón. Ty představují kód vždy pro jednu aminokyselinu, která je základním stavebním kamenem bílkovin, tedy i enzymů řídících procesy v lidském organismu. Pořadí kodónů na příslušném řetězci DNA (resp. po přenosu na RNA) tak kóduje pořadí aminokyselin v bílkovině, která je v této části genetické informace zakódována.
Všechny bílkoviny známé z živých organismů jsou tvořeny pouze dvaceti aminokyselinami (i když aminokyselin existuje mnohem více), různých kodónů - třípísmenných kombinaci ze čtyř prvků - však může být celkem 64. Některé kodóny totiž kódují stejné bílkoviny a některé naopak vůbec žádné (nesou informaci o začátku a konci sekvence kódující určitou bílkovinu). Na otázky proč se biologický kód vyvinul právě takto a zda tomu někdy v historii života na Zemi bylo jinak neumíme dosud odpovědět. Zajímavý pohled na tento problém vrhají však nové objevy vědeckého týmu vedeného Ichiro Hiraem a Shigeyukim Yokohamou v rámci projektu Yokohama Cytologic Project v japonském Saitama, který přistoupil k tomuto problému zcela originálním způsobem. Japonský tým překročil totiž omezení daná přírodou tím, že syntetizoval nový pár komplementárních bází, nazývaných v jejich článku v Nature Biotechnology S a Y. Mají stejné vlastnosti jako přírodní báze A, G, C a T a proto se podařilo je navázat do molekul dvojšroubovice DNA bez jejich poškození. Analogickým postupem zabudovali nové báze do molekul RNA a systému zajišťujícího promítnutí genetické informace od syntézy bílkovin tak, že nově vzniklým kodónům (obsahujícím některou z nově syntetizovaných bází) přiřadili aminokyseliny, které dosud do bílkovin v normálních živých organizmech zabudovány nejsou. Vytvořili tím systém - představující rozšíření existujících živých systémů - který umožňuje v genetické informaci kódovat vytváření molekul z většího počtu aminokyselin než je původních 20, používaných přírodou. Funkci tohoto systému prověřili zatím pouze v extraktu bakteriálních buněk : syntéza "nepřírodní" bílkoviny v něm skutečně proběhla. Souběžně s japonským týmem se touto problematikou zabýval tým ze Scripps Reseach Institue v La Jolla (Kalifornie, USA) vedený Peterem Schultzem a Lei Wangem. Poněkud jinou technologií se jim podařilo modifikovat bakteriální mechanismus exprimace (vyjádření) genetické informace tak, že vytvářel bílkoviny složené z 21 místo 20 aminokyselin. "Nepřírodní" bílkoviny tak dokázali vytvořit přímo v živé (bakteriální) buňce. Uvedené výsledky jsou pouze prvními kroky na cestě, jejíž konec lze dnes pouze stěží dohlédnout. Nejen, že mohou přinést řadu odpovědí na otázky související se vznikem a podstatou života, ale mohou mít i nedocenitelné praktické přínosy. Syntéza "nepřírodních" bílkovin může přinést nejen enzymy s funkcí lepší než přírodní enzymy, ale i řadu nových sloučenin se zcela novými chemickými vlastnostmi s velmi širokou paletou použití.
20. 5. 2002
Autor: red.
Zdroj: AKADEMON (publikováno s laskavým svolením redakce Akademon)
-  -
|
| |
|
|
