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È stata creata una struttura artificiale in grado di autoreplicarsi come una molecola di DNA
Ultima recensione: 23.04.2024
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I chimici hanno creato una struttura artificiale in grado di auto-riprodursi come una molecola di DNA. Non è lontano il tempo in cui i materiali si moltiplicheranno, credono gli scienziati. Idea del DNA
Le parti costituenti, che sono basate su nucleotidi - i "mattoni" del DNA, servono come le lettere che si combinano a parole. Ma a differenza del DNA a doppia elica, un singolo elemento di un materiale artificiale consiste di tre catene parallele di nucleotidi lungo sette basi. Loro (le basi) sono collegati da un frammento perpendicolare della spirale, sulla cui superficie esterna ci sono "chiavi" chimiche. Controllano quali molecole possono unirsi a questa sezione della catena.
Questo sistema - un fascio di tre spirali singole collegate da tre doppie eliche di DNA, i chimici chiamati BTX (molecole a tripla elica piegate contenenti tre eliche doppie di DNA). Gli scienziati scrivono che tali frammenti sono in grado di unirsi in catene estese. E, teoricamente, il numero di componenti unici di materiale sintetico è illimitato.
Un gruppo di scienziati guidato da Paul Chaikin della New York University (USA) ha usato la sua invenzione per creare un "puzzle" di due parti e dei loro gemelli complementari.
In un tubo con un set di catene BTX, i chimici hanno aggiunto una sostanza che inizia il processo di assemblaggio. Di conseguenza, le singole parti del "puzzle" erano complementariamente collegate l'una all'altra: si trovavano l'una con l'altra in base al tipo di "keyhole" e "chiavi".
I chimici scrivono che nella prima fase il componente "puzzle" si è unito all'estremità libera della sostanza dell'iniziatore. Poi è iniziata la reazione a catena e altri componenti sono stati trascinati nel "puzzle" molecolare. Fino alla terza generazione
Le catene di chimici ottenute sono state utilizzate per ottenere molecole di figlia simili. Riscaldando la miscela di catene genitore e figlia alla temperatura della rottura del legame idrogeno (circa 40 ° C), i chimici hanno diviso la miscela in molecole di due generazioni. Ulteriori analisi hanno mostrato che circa il 70% delle catene figlie ripeteva idealmente la struttura della molecola materna.
Il team Chaikin ha ricevuto la generazione successiva della molecola madre. È vero, nella terza generazione l'accuratezza della copia è peggiorata in modo significativo: il dispositivo della molecola originale è stato completamente ripetuto solo dal 31% dei "discendenti" - i nipoti della prima molecola.
Gli autori dell'articolo pubblicato su Nature credono che modificando le proprietà chimiche dei componenti del "puzzle" possano salvare il processo tecnologico dal dover riscaldare la miscela dopo ogni procedura di copia. Se i chimici realizzeranno la loro idea, probabilmente ci saranno sistemi sintetici che si moltiplicano senza la partecipazione umana.
"Abbiamo dimostrato che non solo le molecole di DNA e RNA possono riprodursi. Il nostro sviluppo è il primo passo verso la creazione di materiali auto-replicanti artificiali ", concludono gli inventori.
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