Come il DNA con nucleotides sintetico è stato incorporato in una cella di modo di vivere?

Sul dogma centrale di biologia molecolare e l'aumento la capacità di informazioni di DNA.

In maggio 2014 nella rivista Nature pubblicò un articolo in cui fu dichiarata sullo stabilimento, l'esecuzione e la replica in una cella di modo di vivere, molecole di DNA con un paio di nucleotides artificiale.

Per capire l'essenza di questo studio deve essere una buona comprensione del flusso di informazioni in una cella, che descrive il dogma centrale di biologia molecolare, proposta nel suo tempo Francis Crick. Il dogma centrale postula che le informazioni genetiche hanno immagazzinato nel DNA dov'è «scritto» nella forma di una successione lineare di quattro «lettere» o basi - (l'adenina), G (guanine), C (cytosine), T (thymine). Queste informazioni sono un codice che può esser tradotto alla «lingua» di proteine, che sono i corrieri principali di funzioni biologiche. In modo che le informazioni dal DNA fossero tradotte alla «lingua» della proteina, deve prima passare la trascrizione di DNA che è sintetizzato il gene di regione di DNA di copia che contiene l'acido ribonucleico (RNA). Le porzioni di DNA (o RNA) sono 3 nucleotides in lunghezza chiamata «terzine» (o «codons»), gli amminoacidi che codificano. In totale 20 proteine di amminoacido codificate dalle terzine di DNA diverse. Il codice genetico - una serie di regole da quale le terzine certe «tradotte» a amminoacidi bene definiti, e dunque, le informazioni genetiche, le terzine di DNA sono tradotte a proteine, gli amminoacidi. Una successione lineare di amminoacidi codificati e di proteina. Il processo di conversione di Sam è molto complesso e ha luogo in un processo chiamato «la traduzione». L' iniezione della Vitamina B12 (l'iniezione di Cyanocobalamin) - è estremamente essenziale per fabbricazione di sintesi di DNA.

C'è un gran desiderio di aumentare la capacità di dati del codice genetico. Non voglio avere 20 amminoacidi, 21 o 22 o 23 e t. D. Così, non potevamo entrare naturale, e alcuni amminoacidi specifici in proteine le proprietà interessanti e possiamo ottenere proteine con proprietà nuove. Lavoro Romesberg e al. - È un tentativo di spostarsi in questa direzione. Per imparare come codificare nuovi amminoacidi, hanno deciso di creare una molecola di DNA che non contiene nessuna base 4, e 6. Per fare questo, molto lavoro preliminare è stato fatto. L'articolo è chiamato abbastanza patetico - «L'organismo Semisintetico con un alfabeto genetico espanso». Veramente stato fatto è questo: il DNA, com'è conosciuto, è composto di due catene, che sono autocomplementari. In una catena di A, altra catena davanti al suo T; in stesso D, d'altra parte - C. Così, se la catena si spacca, si scopre che in ciascuno di loro singolarmente è informazioni completamente contenute per la costruzione del resto del giro. Gli autori di questo articolo hanno trovato un paio di sostanze (ha chiamato analoghi innaturali, nonnaturali di basi di DNA) che non sono A, e T, e C e D, ma si comportano allo stesso modo, che è capace di complementaremente interagiscono con l'un l'altro. I metodi di chimica sintetica hanno creato una versione della molecola di DNA autoriproducente di circa 2,500 nucleotides in lunghezza, che sono completamente coerenti con la versione standard ben nota, ad eccezione di un paio basso solo, cioè «lettere» innaturali nella stessa catena e le sue «lettere» innaturali complementari attraverso la strada. Si ha constatato che in condizioni certe, i batteri di cella E. coli possono replicare una molecola di DNA che è copiata, e le molecole di figlia anche saranno questa coppia di lettere «sbagliata» nella stessa posizione che quella della molecola di genitori. È, le informazioni sono basi nonappaiate ereditate.

Che questo risultato possa esser portato a termine in vitro l'utilizzazione di enzimi purificati che si riproducono il DNA è stato a lungo conosciuto. Una scoperta decisiva principale è nel fatto che sono stati dimostrati per copiare la molecola di DNA che contiene il paio basso innaturale in una cella di modo di vivere. Con questo scopo è stato necessario per la cella di E. coli, che è stato introdotto un DNA sintetico che contiene una proteina di trasportatore della molecola specifica, che provvedrebbe il trasporto nei precursori di cella di basi nonnaturali dal mezzo nutriente.

Perché deve esser capito il precedente che il risultato di questo per dimostrare che veramente sono riusciti a espandere il codice genetico, è molto, molto lontano. È, se presumiamo che lo scopo della possibilità di costruire proteine, contenendo più di 20 amminoacidi, è una questione per almeno l'altro pochi anni di un lavoro faticoso, perché dobbiamo anche imparare come codificare «la nuova» lingua di DNA in alcuna proteina speciale 'la lingua'.