Искусственная жизнь – ДНК, которая размножается и эволюционирует
В лаборатории Эволюционного центра Флориды впервые удалось создать ДНК, проявляющую основные свойства живого. Она копирует себя саму и подвержена естественному отбору. Уникальность молекулы – это ее неземной состав. Молекула ДНК основана на комбинации 4 азотистых оснований – аденина (A), гуанина (G), цитозина (C) и тимина (T). Искусственная ДНК была создана на основе не четырех, а 12 букв кода. Кроме 4 обычных, она содержит основания Z, P, J, V, Iso-G, Iso-C, X, K.
Несмотря на усложнение кода, ДНК способна к самовоспроизводству. Сейчас репликацию осуществляют с помощью полимеразной цепной реакции (ПЦР). Способность искусственной ДНК к репликации означает, что состав азотистых оснований мог формироваться в космосе неоднократно, независимо и по-разному.
У земных организмов тоже есть вариации азотистых оснований. Например, РНК использует вместо тимина урацил (U), а в тРНК содержится много нестандартных оснований: OMG, OMC, PSU, 5MC, 7MG, M2G, H2U, 1MA, 5MU, 2MG, YG и другие. Основная часть этих оснований – метилированные производные стандартных.
Но это тРНК, а вот состав ДНК универсален, и метилирование в нем используется только для регуляции активности генов. Поэтому способность искусственной ДНК работать, используя 12-буквенный код, уникальна.
Естественный отбор искусственных ДНК происходит путем закрепления ошибок. Если при копировании ДНК образует свою неточную копию, то впоследствии копия может даже начать преобладать в растворе.
Некоторые из полученных ДНК очень коротки – длиной всего 81 пара оснований. Этого недостаточно, чтобы кодировать свойства клетки. Но такой результат ценен, т. к. эволюция информационных матриц начиналась именно с наиболее коротких молекул.
Недавно была получена самовоспроизводящаяся и эволюционирующая молекула РНК – другой главной молекулы жизни. РНК, возможно, были первыми носителями свойств живого (РНК-мир), а только затем передали эстафету ДНК. Таким образом, теперь имеется полный комплект искусственных информационных молекул.
---
Жизнь – понятие, имеющее множество определений. Носитель жизни должен обладать собственным информационным кодом и преобразовывать поступающую информацию в выходную. Это выражается в обмене веществ с окружающей средой и постоянном воспроизводстве самого носителя жизни, с преобладанием синтеза вещества над распадом. Жизнь можно назвать химической волной – многомерной каталитической циклической реакцией.
Текст:
М. Павлов
У земных организмов тоже есть вариации азотистых оснований. Например, РНК использует вместо тимина урацил (U), а в тРНК содержится много нестандартных оснований: OMG, OMC, PSU, 5MC, 7MG, M2G, H2U, 1MA, 5MU, 2MG, YG и другие. Основная часть этих оснований – метилированные производные стандартных.
Но это тРНК, а вот состав ДНК универсален, и метилирование в нем используется только для регуляции активности генов. Поэтому способность искусственной ДНК работать, используя 12-буквенный код, уникальна.
Естественный отбор искусственных ДНК происходит путем закрепления ошибок. Если при копировании ДНК образует свою неточную копию, то впоследствии копия может даже начать преобладать в растворе.
Некоторые из полученных ДНК очень коротки – длиной всего 81 пара оснований. Этого недостаточно, чтобы кодировать свойства клетки. Но такой результат ценен, т. к. эволюция информационных матриц начиналась именно с наиболее коротких молекул.
Недавно была получена самовоспроизводящаяся и эволюционирующая молекула РНК – другой главной молекулы жизни. РНК, возможно, были первыми носителями свойств живого (РНК-мир), а только затем передали эстафету ДНК. Таким образом, теперь имеется полный комплект искусственных информационных молекул.
---
Жизнь – понятие, имеющее множество определений. Носитель жизни должен обладать собственным информационным кодом и преобразовывать поступающую информацию в выходную. Это выражается в обмене веществ с окружающей средой и постоянном воспроизводстве самого носителя жизни, с преобладанием синтеза вещества над распадом. Жизнь можно назвать химической волной – многомерной каталитической циклической реакцией.
Текст:
М. Павлов
Комментарии