Изкуствна молекула живот
3:05 PM
Учените създадоха първата, изцяло синтетична молекула, която може да се саморепликира (да се дели и копира сама). 
Но това не е просто поредната генетична модификация, а изцяло нов път за науката.
Ето фактите зад този удивителен пробив:
Чужд за природата хардуер: Молекулата не е изградена от естествена ДНК или РНК. Учените са изхвърлили органичните захари и са ги заменили със синтетични материали (т.нар. XNA – ксено-нуклеинови киселини), които не съществуват никъде в природата.
И тъй като материалите са напълно непознати за естествения свят, нито един съществуващ ензим или бактерия на Земята не може да разпознае или разгради тази молекула. Тя е практически неунищожима от естествена биологична среда.

Тайната е в геометрията: Експериментът доказва нещо епохално – за появата на живот условията („първичната супа“) не са толкова важни, колкото информацията и подредбата на атомите. Когато материята се групира в определена геометрична структура в пространството, тя неизбежно започва да пренася код и да се държи като жива, независимо от какво е направена.
Този пробив ни показва, че животът и неговият софтуер не са монопол на въглеродната природа. Човечеството току-що открехна вратата към създаването на съвсем нови, паралелни форми на съществуване, изградени по изцяло наш проект.
Животът на Земята е започнал не от клетка, а точно от една такава молекула – учените я наричат "Първичният репликатор". Това е била молекула (най-вероятно РНК), която е имала уникалното свойство да събира градивни елементи около себе си и да прави свое точно копие.

Ето какво всъщност са направили учените в това изследване:

Материалът е изкуствен: Те не са използвали стандартна ДНК или РНК. Създали са изцяло изкуствена верига (полимер) от синтетични материали, които не съществуват в природата.

Тя се "дели" сама: Тази синтетична молекула действа като шаблон. Когато се постави в подходяща химическа среда, тя сама привлича нужните елементи, подрежда ги и създава свое перфектно "огледално" копие, след което се разделя от него.

Това е революция, защото доказва, че информационният код на живота не се дължи на естествената биологична материя. Можем да вземем изцяло изкуствени материали, да ги подредим правилно и те да придобият основното свойство на живота – репликацията.

Но дяволът винаги е в детайлите, когато става въпрос за нещо толкова фундаментално. За да добием съвсем точна представа, материалите са и различни, и изкуствени. Те са изцяло създадени от човека в лаборатория и не съществуват никъде в природата, но са проектирани така, че да имитират логиката на естествения живот.

Нека ги съпоставим с тези в природата?

Естественият живот (ти, аз, растенията, бактериите) използва ДНК и РНК. Те са изградени от три основни компонента:

-Захар (дезоксирибоза или рибоза)

-Фосфатна група (която прави връзките в гръбнака на веригата)

-Четири азотни бази (буквите A, T, C, G)

Какво са направили учените тук?
Те са изхвърлили тези естествени тухлички и са ги заменили с XNA (Ксено-нуклеинови киселини). Буквата 'Х' означава 'чужд' или 'друг'.

Изкуствен "гръбнак": Учените са заменили естествената захар (рибозата) с напълно различни, синтетични молекули – например химикали като треоза (TNA), анхидрохекситол (HNA) или дори пластмасоподобни полимери. Структурата прилича на ДНК, но химическият й състав е коренно различен.

Нови химически връзки: Начинът, по който тези изкуствени елементи се свързват помежду си, е променен в лаборатория, за да бъде веригата много по-стабилна от крехката естествена РНК.

Защо това е толкова важно?
Ако вземеш естествена ДНК и я оставиш в природата, ензимите и бактериите веднага ще я разградят и "изядат" – тя е органична храна.

Тази нова, изкуствена молекула обаче е направена от материали, които природата не разпознава. Затова нито един естествен ензим или бактерия не може да я унищожи. Тя е като „биологична пластмаса“ – има формата и функцията на живота (може да съхранява информация и да се дели), но е направена от чужд, супер устойчив материал. На практика учените са доказали, че природата е избрала ДНК просто защото това е било "под ръка" в първичния хаос преди милиарди години. Но животът, като концепция за саморепликираща се информация, може да се задвижи и чрез изцяло изкуствен химически хардуер.

Когато човек чуе за 'изкуствен живот' или молекули, които се делят сами, но са с различен състав, първото усещане много често е на безпокойство. Звучи като началото на научнофантастичен филм, в който нещо ще се обърка.
Учените обаче, имат много конкретни (и всъщност доста прагматични) причини да създават тези молекули. Ето основните мотиви зад подобни изследвания:

Безопасност (Парадоксално, но факт)
Най-големият страх при генетично модифицираните организми (ГМО) е, че те могат да избягат в природата, да се кръстосат с естествени видове и да объркат екосистемата.
Но реалността е различна. Тъй като тези нови молекули са направени от материали, които не съществуват в природата, те са напълно несъвместими с естествения живот и не могат да се кръстосат с истинска ДНК. Ако избягат от лабораторията, те просто ще спрат да функционират, защото навън не съществуват специалните изкуствени химикали, с които се хранят. 

Мотивите на учените
Медицина от ново поколение. Естествените молекули в телата ни бързо се разграждат от ензимите (това е защитен механизъм). Но ако трябва да се достави лекарство точно до раков тумор, ние искаме молекулата-преносител да оцелее достатъчно дълго. Изкуствените материали позволяват създаването на микроскопични 'контейнери', които тялото не може да разруши, докато те не си свършат работата.

Чисто научно любопитство: Как е започнало всичко?
Ние все още не знаем как точно е възникнал животът на Земята. Като създават различни видове саморепликиращи се молекули, учените се опитват да разберат дали животът е някакво космическо изключение, или просто неизбежен резултат от законите на физиката и химията.

Ние имаме пълно основание да се питаме Трябва ли да го правим, само защото Можем да го направим? Моралната и етичната страна на тези опити е огромна тема за дебат в момента.
 

Category: Интересни факти | Views: 15 | | Rating: 0.0/0
Total comments: 0
avatar