Es wurde eine künstliche Struktur geschaffen, die sich wie ein DNA-Molekül selbst replizieren kann
Zuletzt überprüft: 23.04.2024
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Chemiker haben eine künstliche Struktur geschaffen, die sich wie ein DNA-Molekül selbst reproduziert. Es ist nicht weit von der Zeit, in der sich die Materialien vermehren werden, glauben Wissenschaftler. DNA-Idee
Die Bestandteile, die auf Nukleotiden basieren - die "Bausteine" der DNA - dienen als die Buchstaben, die sich im Wort verbinden. Im Gegensatz zur Doppelhelix-DNA besteht ein einzelnes Element eines künstlichen Materials aus drei parallelen Nukleotidketten, die sieben Basen lang sind. Sie (die Basen) sind durch ein senkrechtes Spiralfragment verbunden, an dessen äußerer Oberfläche sich chemische "Schlüssel" befinden. Sie steuern, welche Moleküle sich diesem Abschnitt der Kette anschließen können.
Dieses System - ein Bündel von drei einzelnen Spiralen, die durch drei Doppelhelices der DNA verbunden sind, Chemiker namens BTX (gebogene Dreifachhelixmoleküle, die drei DNA-Doppelhelices enthalten). Wissenschaftler schreiben, dass solche Fragmente in der Lage sind, sich in ausgedehnte Ketten zu vereinigen. Und theoretisch ist die Anzahl der einzigartigen Komponenten aus synthetischem Material unbegrenzt.
Eine Gruppe von Wissenschaftlern unter der Leitung von Paul Chaikin von der New York University (USA) nutzte seine Erfindung, um ein "Puzzle" aus zwei Teilen und ihren komplementären Zwillingen zu erstellen.
In einer Röhre mit einer Reihe von BTX-Ketten fügten Chemiker eine Substanz hinzu, die den Montageprozess initiierte. Als Ergebnis wurden einzelne Teile des "Puzzles" komplementär miteinander verbunden - sie fanden sich in Übereinstimmung mit der Art der "Schlüssellöcher" und "Schlüssel".
Chemiker schreiben, dass in der ersten Stufe die "Puzzle" -Komponente das freie Ende der Startsubstanz verband. Dann begann die Kettenreaktion und andere Komponenten wurden zum molekularen "Puzzle" gezogen. Bis zur dritten Generation
Die erhaltenen Ketten von Chemikern wurden verwendet, um ähnliche Tochtermoleküle zu erhalten. Beim Erhitzen der Mischung aus Mutter- und Tochterkette auf die Temperatur des Wasserstoffbrückenbruchs (etwa 40 ° C) teilten Chemiker die Mischung in Moleküle von zwei Generationen auf. Weitere Analysen zeigten, dass etwa 70% der Tochterketten die Struktur des mütterlichen Moleküls ideal wiederholten.
Das Chaikin-Team erhielt die nächste Generation des Elternmoleküls. Wahr, in der dritten Generation hat sich die Genauigkeit des Kopierens wesentlich verschlechtert: das Gerät des ursprünglichen Moleküls hat das Gerät von nur 31% der "Nachkommen" - Enkel des ersten Moleküls vollständig wiederholt.
Die Autoren des in Nature veröffentlichten Artikels glauben, dass sie durch Änderung der chemischen Eigenschaften der Komponenten des "Puzzles" den technologischen Prozess davor bewahren können, die Mischung nach jedem Kopiervorgang zu erhitzen. Wenn Chemiker ihre Idee verwirklichen, wird es wahrscheinlich synthetische Systeme geben, die sich ohne menschliche Beteiligung vermehren.
"Wir haben gezeigt, dass sich nicht nur DNA- und RNA-Moleküle selbst reproduzieren können. Unsere Entwicklung ist der erste Schritt zur Schaffung künstlicher selbstreplizierender Materialien ", schlussfolgern die Erfinder.
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