Un grupo de científicos estadounidenses creó una molécula sintética de ácido desoxirribonucleico, que incluía cuatro nuevas bases nitrogenadas además de las cuatro ya existentes. El ADN "Hachimoji" (ADN de ocho letras) es capaz de formar una doble hélice y se transcribe en moléculas de ARN, es decir, puede potencialmente transportar información genética. Se publicó un artículo sobre el estudio en la revista Science.
Los expertos han sintetizado los nucleótidos ("bloques de construcción" del ADN) P, B, Z y S, que contienen bases nitrogenadas, similares a las purinas y pirimidinas del ADN ordinario. Los enlaces de hidrógeno se forman entre las purinas y las pirimidinas, que son necesarias para la formación de los pares de bases que componen la doble hebra de ADN. Por lo tanto, S (pirimidina) se une a B (purina) y P (triazina) se une a Z (piridina) de acuerdo con el principio de complementariedad, al igual que en el ADN ordinario de cuatro letras, la adenina se une a la timina y la citosina a la guanina.
Se confirmó que “hachimoji” -DNA cumple con los requisitos básicos para asegurar la evolución darwiniana, incluida la estabilidad termodinámica predecible, independientemente de la secuencia de nucleótidos. Por ejemplo, reemplazar un par de bases sintéticas por otro par no conducirá a la pérdida de las propiedades del cristal, es decir, pueden ocurrir mutaciones en el ADN que no privan al ácido desoxirribonucleico de ocho letras de la capacidad de transportar información genética y, en teoría, de transmitirla por herencia.
Los científicos también lograron transcribir "hachimoji" -DNA, es decir, utilizarlo como plantilla para la síntesis de moléculas de hachimoji-RNA. En primer lugar, los investigadores probaron la enzima necesaria para esto: la ARN polimerasa, aislada del virus del bacteriófago T7 y capaz de seleccionar cada nucleótido de la cadena de ADN correspondiente al principio de complementariedad de los ribonucleótidos ("bloques de construcción" de ARN).
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Resultó que este tipo de polimerasa no es capaz de unir solo el ribonucleótido S, correspondiente al nucleótido B, a la cadena en crecimiento del ARN de hachimoji. Para resolver este problema, los investigadores clasificaron varias variantes de polimerasa mutante y encontraron que una de ellas, la polimerasa FAL con tres sustituciones de aminoácidos, es capaz de funcionar. con las cuatro nuevas "letras". Esto permitió a los investigadores construir un aptámero de espinaca fluorescente a partir de ARN de Hachimoji, una molécula corta capaz de unirse a la molécula DFHBI, provocando que emita luz verde.
Según los científicos, la creación de ADN de ocho letras puede ser útil en diversas áreas de la biología sintética y también amplía la comprensión de las posibles estructuras biológicas en la vida extraterrestre.
