ADN-ul poate fi construit într-un mod nemaivăzut până acum, arată un nou studiu

Oamenii de știință tocmai au descoperit o modalitate complet nouă prin care ADN-ul poate fi sintetizat.

Procesul de construcție a ADN-ului necesită, de obicei, un șablon pe baza căruia să poată lucra proteinele constructoare numite enzime. Dar acum, o echipă de la Universitatea Stanford a descoperit că un tip de enzimă cunoscută sub numele de polimerază poate lucra fără un proiect preexistent.

• O nouă stare bizară a materiei s-ar putea ascunde în interiorul planetelor Uranus și Neptun
• De ce ne apucă plânsul dintr-o dată? Ce se întâmplă în creier și în corp atunci…

Forma sa în sine acționează ca un mulaj din care noul ADN poate fi sintetizat, fără a fi necesare materiale de referință externe. Acest fenomen nu a mai fost observat niciodată până acum.

Deși nu este neapărat o descoperire care să rescrie manualele de știință, cu siguranță adaugă un capitol intrigant. Există implicații majore pentru comportamentul bacteriilor, evoluția biologică și blocurile fundamentale ale vieții.

„Sinteza enzimatică a acizilor nucleici este un proces fundamental care stă la baza replicării genomului, a reparării acestuia și a diverselor forme de procesare a informației în toate domeniile vieții”, scriu cercetătorii în lucrarea lor publicată. „Aceste descoperiri extind peisajul funcțional al polimerazelor de acizi nucleici, dezvăluind un mecanism cu șablon proteic pentru sinteza ADN-ului specifică unei secvențe.”

Impulsul din spatele studiului a fost analizarea transcriptazelor inverse asociate apărării (DRT), pe care bacteriile le folosesc pentru a respinge atacurile virusurilor. Oamenii de știință observaseră deja unele comportamente neobișnuite de construire a ADN-ului la aceste polimeraze, scrie ScienceAlert.

„O surpriză uriașă“

Mai exact, echipa a clonat un sistem DRT3 din bacteria Escherichia coli, examinându-i comportamentul în eprubete și în celule vii. Astfel a fost dezvăluită o mașinărie de produs ADN formată din trei părți: două enzime numite Drt3a și Drt3b, plus o secvență de ARN non-codant.

Drt3b s-a dovedit a fi marea surpriză, realizându-și partea din munca de construcție a ADN-ului fără a consulta niciun șablon extern. Este un mecanism „totul-în-unu” care nu a mai fost văzut până acum.

Înțelegerea noastră actuală asupra biologiei sugerează că informația genetică circulă de la un proiect ADN către proteinele constructoare. Dar, în cazul Drt3b, acest proces este de sine stătător, structura liniei de asamblare acționează efectiv ca propriul său proiect, dictând modul în care este codificat ADN-ul.

„Proteina însăși servește drept proiect pentru secvența de ADN”, a declarat biochimistul Alex Gao de la Stanford pentru publicația Science. „A fost o surpriză uriașă. Aceasta este o modalitate fundamental nouă prin care viața produce ADN.”

Momentan, cercetătorii nu sunt pe deplin siguri cum utilizează bacteriile sistemul DRT3 pentru a se proteja împotriva virusurilor. Și, deși poate părea un caz de utilizare foarte specific, asta nu înseamnă că nu îi putem găsi și alte întrebuințări.

Un fenomen care nu a mai fost observat până acum

CRISPR a început, de asemenea, ca un sistem natural de apărare bacteriană, înainte ca oamenii de știință să îl împrumute pentru a crea tehnica revoluționară de editare genetică. Pe viitor, există posibilitatea ca trucul folosit de Drt3b să fie valorificat și modificat genetic, deși acest moment este încă departe.

În timp ce oamenii de știință lucrează deja la modalități de a construi ADN sintetic în laborator, polimeraza Drt3b studiată aici este realizată ca un mulaj fix și foarte specific. Va fi dificil, deși probabil nu imposibil, să fie reprogramată pentru alte utilizări.

Vor fi necesare studii suplimentare pentru a înțelege exact cum luptă DRT3 împotriva atacurilor virale și cum îl folosește bacteria. Acest lucru ar trebui să ofere mai multe informații despre construcția acestui tip de ADN și despre modul în care ar putea fi utilizat.

Cercetarea a fost publicată în jurnalul Science.

Vă mai recomandăm să citiți și:

Cercetătorii au descoperit o structură necunoscută până acum în ADN-ul uman

Cercetătorii au identificat segmente neobișnuite de ADN care accelerează evoluția

ADN-ul antic a rezolvat un mister vechi de 12.000 de ani al unei boli genetice rare

Ce anume din ADN-ul centenarilor îi face să trăiască atât de mult?