يخزن الحمض النووي وابن عمه الحمض النووي الريبي المعلومات الوراثية ويتيحان الحياة كما نعرفها - ولكن ماذا لو كان بإمكان ملايين المواد الكيميائية الأقل شهرة فعل الشيء نفسه بالضبط؟
تشير دراسة جديدة إلى أن أكثر من مليون مظهر كيميائي يمكن أن يشفر المعلومات البيولوجية بنفس الطريقة التي يفعلها الحمض النووي. قد تشير الدراسة الجديدة ، التي نشرت في 9 سبتمبر في مجلة المعلومات والنمذجة الكيميائية ، إلى أهداف جديدة للأدوية الصيدلانية ، وتشرح كيف تطورت الحياة لأول مرة على الأرض وحتى تساعدنا في البحث عن أشكال الحياة خارج كوكبنا ، المؤلفون كتب.
"من المثير حقًا التفكير في إمكانية وجود أنظمة جينية بديلة ... ربما تكون قد ظهرت وتطورت في بيئات مختلفة ، ربما حتى على الكواكب أو الأقمار الأخرى داخل نظامنا الشمسي" ، المؤلف المشارك جاي جودوين ، الكيميائي في جامعة إيموري قال في بيان.
يحتوي كل من DNA و RNA ، وهما نوعان معروفان من الأحماض النووية ، على قطع كيميائية تسمى النيوكليوتيدات ، والتي ترتبط بترتيب معين وتقوم بترحيل بيانات مختلفة ، اعتمادًا على تسلسلها ، على غرار الحروف الفردية في جملة مكتوبة. وكتب المؤلفون أن بعض الجزيئات الطبيعية والاصطناعية تحاكي البنية الأساسية للحمض النووي ، ولكن قبل ذلك لم يحاول أحد أن يحسب عدد هذه الأشكال المماثلة التي قد تكون موجودة.
وقال جيم كليفيز ، الكيميائي المشارك في معهد طوكيو للتكنولوجيا ، في البيان: "هناك نوعان من الأحماض النووية في علم الأحياء". "أردنا أن نعرف ما إذا كان هناك واحد آخر يمكن العثور عليه أو حتى مليون آخر."
وقال كليفز "الجواب هو أنه يبدو أن هناك الكثير والكثير مما كان متوقعا."
صمم المؤلفون برنامج كمبيوتر لتوليد الصيغ الكيميائية للجزيئات الشبيهة بالحمض النووي. في الحمض النووي ، تتزاوج النوكليوتيدات في أزواج مميزة وتتجمع في خط ، لذلك تأكد العلماء من أن الجزيئات المولدة يمكن أن تتشكل بنفس الطريقة. في النهاية ، جمع برنامجهم أكثر من 1160.000 جزيء مختلف استوفى هذه المعايير الأساسية.
وقال المؤلف المشارك ماركوس ميرينجر ، الكيميائي في المركز الألماني للفضاء في كولونيا ، في البيان: "لقد فوجئنا بنتيجة هذا الحساب". "سيكون من الصعب للغاية تقدير بداهة أن هناك أكثر من مليون من الحمض النووي مثل السقالات. الآن نعرف ، ويمكننا البدء في فحص بعض هذه في المختبر."
قد يوضح العديد من المتشابهات قصة كيفية ظهور الحياة على الأرض ، قبل أن يسيطر الحمض النووي والريبوزي على عالم علم الأحياء. واقترح الباحثون نظريًا أن التطور ربما يكون قد أجرى "اختبارات تجريبية" مع بعض هذه الجزيئات الأخرى قبل أن يستقر على الأحماض النووية كأفضل ناقل للبيانات الجينية.
واضافوا ان الشبهات قد تغذي ايضا التقدم الطبي المستقبلي. وذكر البيان أن الأدوية التي تشبه النيوكليوتيدات تستخدم بالفعل لتقويض الفيروسات الخطيرة والخلايا السرطانية الخبيثة في جسم الإنسان. مع وجود مكتبة من الجزيئات المتشابهة من الناحية الهيكلية ، يمكن لمطوري الأدوية اعتماد تشابه الحمض النووي كسلاح رئيسي في مكافحة المرض.
وقال بيتر برغر ، عالم الكيمياء الحيوية بجامعة إيموري: "من المدهش تمامًا التفكير في أنه باستخدام التقنيات الحسابية الحديثة ، قد نعثر على عقاقير جديدة عند البحث عن جزيئات بديلة للحمض النووي DNA و RNA يمكنها تخزين المعلومات الوراثية".
