Οι χημικοί δείχνουν ότι η φύση θα μπορούσε να χρησιμοποιήσει διαφορετικά δομικά στοιχεία πρωτεϊνών
Οι πρωτεΐνες είναι απαραίτητες για τη ζωή και αποτελούνται από 20 διαφορετικά αμινοξέα. Αυτά τα αμινοξέα συνδέονται μεταξύ τους σε μεγάλες αλυσίδες και η αλληλουχία αμινοξέων καθορίζει τη δομή και τη λειτουργία της πρωτεΐνης.
Τα 20 αμινοξέα που χρησιμοποιούνται σε πρωτεΐνες βρίσκονται στη φύση και όλα κωδικοποιούνται από τον γενετικό κώδικα. Ωστόσο, μια ομάδα χημικών στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας, Berkeley, έχει δείξει τώρα ότι η φύση θα μπορούσε να χρησιμοποιήσει ένα διαφορετικό σύνολο αμινοξέων για την κατασκευή πρωτεϊνών.
Οι χημικοί, με επικεφαλής τον καθηγητή Peter Schultz, δημιούργησαν ένα νέο σύνολο 20 αμινοξέων που δεν βρίσκονται στη φύση. Αυτά τα αμινοξέα ονομάζονται "συνθετικά αμινοξέα", και σχεδιάστηκαν για να είναι συμβατά με τον γενετικό κώδικα.
Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν έπειτα τα συνθετικά αμινοξέα για να δημιουργήσουν μια πρωτεΐνη. Η πρωτεΐνη ήταν λειτουργική και ήταν σε θέση να εκτελέσει την ίδια λειτουργία με μια πρωτεΐνη που κατασκευάστηκε από φυσικά αμινοξέα.
Αυτή η μελέτη δείχνει ότι η φύση θα μπορούσε να χρησιμοποιήσει ένα διαφορετικό σύνολο αμινοξέων για την κατασκευή πρωτεϊνών. Αυτό έχει επιπτώσεις στην κατανόηση της εξέλιξης της ζωής και ανοίγει επίσης νέες δυνατότητες για το σχεδιασμό νέων πρωτεϊνών με νέες λειτουργίες.
Συνέπειες για την εξέλιξη της ζωής
Το εύρημα ότι η φύση θα μπορούσε να χρησιμοποιήσει ένα διαφορετικό σύνολο αμινοξέων για την κατασκευή πρωτεϊνών έχει επιπτώσεις στην κατανόηση της εξέλιξης της ζωής.
Ο γενετικός κώδικας είναι ένα σύνολο κανόνων που καθορίζουν τον τρόπο με τον οποίο οι πληροφορίες στο DNA μεταφράζονται σε πρωτεΐνες. Ο γενετικός κώδικας είναι καθολικός, πράγμα που σημαίνει ότι είναι το ίδιο σε όλους τους ζωντανούς οργανισμούς. Αυτό υποδηλώνει ότι ο γενετικός κώδικας εξελίχθηκε πολύ νωρίς στην ιστορία της ζωής και ότι έχει διατηρηθεί από τότε.
Το γεγονός ότι η φύση θα μπορούσε να χρησιμοποιήσει ένα διαφορετικό σύνολο αμινοξέων για την κατασκευή πρωτεϊνών υποδηλώνει ότι ο γενετικός κώδικας μπορεί να μην είναι τόσο περιορισμένος όσο πιστεύαμε. Αυτό θα μπορούσε να σημαίνει ότι ο γενετικός κώδικας εξελίχθηκε πιο πρόσφατα από ό, τι πιστεύαμε ή ότι έχει εξελιχθεί πολλές φορές ανεξάρτητα.
Νέες δυνατότητες για σχεδιασμό πρωτεϊνών
Η ανάπτυξη συνθετικών αμινοξέων ανοίγει νέες δυνατότητες για το σχεδιασμό νέων πρωτεϊνών με νέες λειτουργίες.
Οι πρωτεΐνες χρησιμοποιούνται για μια μεγάλη ποικιλία σκοπών, συμπεριλαμβανομένης της κατάλυσης, της μεταφοράς και της σηματοδότησης. Δημιουργώντας νέες πρωτεΐνες με νέα αμινοξέα, οι επιστήμονες μπορούν να σχεδιάσουν πρωτεΐνες με νέες ιδιότητες και λειτουργίες.
Αυτό θα μπορούσε να οδηγήσει στην ανάπτυξη νέων φαρμάκων, νέων υλικών και νέων βιοαισθητήρων. Θα μπορούσε επίσης να μας βοηθήσει να κατανοήσουμε καλύτερα τη μοριακή βάση της ζωής.
