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DNA只是100多万个可能的“遗传分子”之一

2019-12-11 来源: 108 申博互讯
草根影响力新视野 梅香四溢

科学家利用电脑程式发现了100多万个可能储存遗传资讯的分子,就像DNA一样。

DNA和它的近亲RNA(核糖核酸,缩写为RNA,存在于生物细胞以及部分病毒、类病毒中的遗传信息载体。RNA由核糖核苷酸经磷酸二酯键缩合而成长链状分子。一个核糖核苷酸分子由磷酸,核糖和堿基构成。RNA的堿基主要有4种,即A腺嘌呤、G鸟嘌呤、C胞嘧啶、U尿嘧啶,其中,U(尿嘧啶)取代了DNA中的T)储存遗传资讯,使我们所知道的生命成为可能但如果数百万种不太为人所知的化学物质也能做同样的事情呢?

2019年9月9日发表在《化学资讯与建模杂誌》上的一项新研究表明,超过100万个长得很像的化学物质可以像DNA一样编码生物资讯。这项新的研究可能会为製药的新目标指明道路,解释生命最初是如何在地球上进化的,甚至帮助我们寻找地球以外的其他生命形式。

该研究报告的撰写者、埃默里大学化学家杰伊·古德温在一份声明中说:“一想到替代基因系统的强大潜力,这真的很令人兴奋。这些物质可能是在不同的环境中产生并进化而来的,甚至在太阳系的其他行星或卫星上也是如此。”

DNA和RNA是已知的两种核酸,它们都含有一种叫做核苷酸的化学位元,核苷酸以特定的顺序连接在一起,并根据它们的顺序传递不同的资料,类似于书面句子中的单个字母。一些天然和人造分子模仿了DNA的基本结构,但在此之前,没有人试图去计算这些看起来相似的分子可能存在的数量。

DNA只是100多万个可能的“遗传分子”之一

东京工业大学的化学家吉姆·克利夫斯说:“在生物学中有两种核酸,我们想知道是否还能再找到一个,甚至一百万个类似的核酸。答案是肯定的,似乎要比预期的要多得多”。

科学家设计了一个电脑程式来生成核酸样分子的化学公式。在DNA中,核苷酸以不同的配对方式结合在一起,并排成一行,因此科学家们确信他们生成的分子可以以同样的方式形成。最后,他们的项目将超过1,160,000种满足这些基本条件的不同分子放在一起。

科隆德国航空航太中心的化学家马库斯·梅林格说:“我们对计算结果感到很惊讶,很难预估出有100多万个类似于支架的核酸。现在我们知道了,我们可以开始在实验室里试验其中的一些核酸。”

在DNA和RNA主宰生物世界之前,地球上的生命是如何形成的?从理论上讲,在确定核酸是遗传资料的最佳传递者之前,进化论可能已经对其他一些分子进行了“测试运行”。

这些长的类似的分子可能推动未来医学的发展,类似于核苷酸的药物已经被用于治癒人体中的危险病毒和恶性癌细胞。有一个在结构上相似的分子库,药物开发人员有可能採用DNA相似物作为对抗疾病的主要武器。

埃默里大学的生物化学家、该研究报告的合着者皮特·伯格说:“利用现代电脑科学技术,我们在寻找DNA和RNA的替代分子来存储遗传资讯时,可能会无意中发现新药,这绝对会造福人类。”

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