Egy dogma mind felett

Egyszerűen fogalmazva: a biológia úgynevezett központi dogmája azt állítja, hogy a genetikai információ a DNS-ből az RNS-be, onnan pedig a fehérjékbe áramlik, és amint ez az információ átjutott egy fehérjébe, már nem lehet visszanyerni DNS-ként vagy RNS-ként.

Azért nevezték el  központi dogmának, mert úgy tűnik, hogy minden élő organizmusban egyetemes. Van azért néhány kivétel a központi dogma népszerű változatában ismertetett lineáris áramlás alól, az információ oda-vissza mozoghat az RNS és a DNS között, lehetséges a DNS-DNS és az RNS-RNS áramlás is, de a központi szereplők ugyanazok maradnak: a DNS, az RNS és a fehérjék.

De mi lenne, ha nem is léteznének ezek a szűkítések? Tárolható lenne a genetikai információ a DNS és az RNS két nukleinsavjától eltérő közegekben?

A Journal of Chemical Information and Modeling folyóiratban közzétett új kutatás azt sugallja, hogy nemcsak néhány alternatív molekula létezik a genetikai információ tárolására, hanem akár milliószámra rendelkezésre állhatnak.

Több millió hasznos cél

A nukleinsavak analógjai nem csupán léteznek, de sok közülük alapul szolgál vírusok, mint például a HIV és a hepatitis, valamint a rák kezelésére, ám a közelmúltig senki sem volt biztos abban, hogy összesen hány ismeretlen nukleinsav-analóg létezhet a természetben.

"Eddigi tudásunk szerint kétféle nukleinsav létezik a biológiában és talán 20 vagy 30 hatékony nukleinsavat kötő nukleinsav-analóg. Azt akartuk kideríteni, hogy van-e még ilyen, akár egyetlen is, vagy akár több millió. Meg is lett a válasz, úgy tűnik, hogy a vártnál sokkal több létezik" - mondta el Jim Cleaves.

Cleaves és munkatársai úgy döntöttek, hogy kémiai térvizsgálatot végeznek, ami lényegében egy kifinomult számítógépes technika, mely előállítja az összes lehetséges molekulát, ami megfelel a meghatározott kritériumoknak. Ebben az esetben a kritérium az volt, hogy olyan vegyületek jöjjenek létre, melyek nukleinsav-analógként és genetikai információ tárolásának eszközeként is beválhatnak.

"Meglepődtünk ennek a számításnak az eredményén, nagyon nehéz előzetesen megbecsülni, hogy több mint egymillió nukleinsavszerű szerkezet létezhet-e. Most már tudjuk, és megkezdhetjük ezek vizsgálatát a laboratóriumban"

- mondta Markus Meringer társszerző.

Noha a kutatás során nem kerestek egyetlen specifikus analógot, jelöltek hosszú listája lett az eredmény, melyeket meg kell vizsgálni az olyan súlyos betegségek kezelésében, mint például a HIV vagy a rák. A kutatás során felmerült az a lehetőség is, hogy talán már maga az élet is megtette már legelső lépéseit ezen alternatív vegyületek egyikének felhasználásával.

Sok tudós gondolja úgy, hogy mielőtt a DNS vált volna a a genetikai információk tárolásának domináns molekulájává, az élet RNS-t használt a genetikai adatok kódolására és az utódoknak történő továbbadására. Ez részben azért van, mivel az RNS közvetlenül is képes fehérjéket termelni, amire a DNS önmagában nem képes, és mivel ez egyszerűbb szerkezetű, mint a DNS.

Az idő múlásával az élet valószínűleg úgy fejlődött, hogy a DNS-t,  annak nagyobb stabilitása miatt tárolásra használja, és az RNS-re támaszkodik, mint egyfajta közvetítő anyagra a fehérjék előállításához. Önmagában az RNS azonban továbbra is nagyon bonyolult vegyület és meglehetősen instabil, minden valószínűség szerint valami egyszerűbb működhetett az RNS előtt, valószínűleg a vizsgálatban azonosított nukleinsav-analógok felhasználásával.

Nukleinsav-analógok galaxisa

Ez nemcsak arra világít rá, hogy hogyan kezdődhet az élet a Földön, de hatással lehet a földön kívüli, idegen életre is. Jay Goodwin társszerző elmondta:

"Nagyon izgalmas megfontolni a megtalált analóg nukleotidokon alapuló alternatív genetikai rendszerek lehetőségeit, azt, hogy ezek valószínűleg különböző környezetben keletkeztek és fejlődtek ki, talán még Naprendszerünk más bolygóin vagy holdjain is. Ezek az alternatív genetikai rendszerek új evolúciós irányokba bővíthetik a biológia központi dogmájáról alkotott felfogásunkat."

Amikor földönkívüli életet keresünk, gyakran az RNS és a DNS jeleit keressük, de ez túlságos szűkítés lehet. Végül is, ha több millió alternatíva létezik, akkor kell lennie valami nagyon különlegesnek a DNS és RNS felhasználásában ahhoz, hogy az élet egyetemesen csak ezeket preferálja.

(Kép: Unsplash)