DNA只是100多萬個可能的“遺傳分子”之一

DNA只是100多萬個可能的“遺傳分子”之一

梅香四溢

科學家利用電腦程式發現了100多萬個可能儲存遺傳資訊的分子,就像DNA一樣。

DNA和它的近親RNA核糖核酸,縮寫為RNA,存在於生物細胞以及部分病毒、類病毒中的遺傳信息載體。RNA核糖核苷酸磷酸二酯鍵縮合而成長鏈狀分子。一個核糖核苷酸分子由磷酸,核糖和堿基構成。RNA的堿基主要有4種,即A腺嘌呤G鳥嘌呤C胞嘧啶U尿嘧啶,其中,U尿嘧啶)取代了DNA中的T儲存遺傳資訊,使我們所知道的生命成為可能但如果數百萬種不太為人所知的化學物質也能做同樣的事情呢?

2019年9月9日發表在《化學資訊與建模雜誌》上的一項新研究表明,超過100萬個長得很像的化學物質可以像DNA一樣編碼生物資訊。這項新的研究可能會為製藥的新目標指明道路,解釋生命最初是如何在地球上進化的,甚至幫助我們尋找地球以外的其他生命形式。

該研究報告的撰寫者、埃默里大學化學家傑伊·古德溫在一份聲明中說:“一想到替代基因系統的強大潛力,這真的很令人興奮。這些物質可能是在不同的環境中產生並進化而來的,甚至在太陽系的其他行星或衛星上也是如此。”

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DNA和RNA是已知的兩種核酸,它們都含有一種叫做核苷酸的化學位元,核苷酸以特定的順序連接在一起,並根據它們的順序傳遞不同的資料,類似於書面句子中的單個字母。一些天然和人造分子模仿了DNA的基本結構,但在此之前,沒有人試圖去計算這些看起來相似的分子可能存在的數量。

DNA只是100多萬個可能的“遺傳分子”之一

東京工業大學的化學家吉姆·克利夫斯說:“在生物學中有兩種核酸,我們想知道是否還能再找到一個,甚至一百萬個類似的核酸。答案是肯定的,似乎要比預期的要多得多”。

科學家設計了一個電腦程式來生成核酸樣分子的化學公式。在DNA中,核苷酸以不同的配對方式結合在一起,並排成一行,因此科學家們確信他們生成的分子可以以同樣的方式形成。最後,他們的項目將超過1,160,000種滿足這些基本條件的不同分子放在一起。

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科隆德國航空航太中心的化學家馬庫斯·梅林格說:“我們對計算結果感到很驚訝,很難預估出有100多萬個類似於支架的核酸。現在我們知道了,我們可以開始在實驗室裡試驗其中的一些核酸。”

在DNA和RNA主宰生物世界之前,地球上的生命是如何形成的?從理論上講,在確定核酸是遺傳資料的最佳傳遞者之前,進化論可能已經對其他一些分子進行了“測試運行”。

這些長的類似的分子可能推動未來醫學的發展,類似於核苷酸的藥物已經被用於治癒人體中的危險病毒和惡性癌細胞。有一個在結構上相似的分子庫,藥物開發人員有可能採用DNA相似物作為對抗疾病的主要武器。

埃默里大學的生物化學家、該研究報告的合著者皮特·伯格說:“利用現代電腦科學技術,我們在尋找DNA和RNA的替代分子來存儲遺傳資訊時,可能會無意中發現新藥,這絕對會造福人類。”

資料來源:https://www.livescience.com

 

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