Comment l'ADN avec nucleotides synthétique a été introduit dans une cellule vivante ?

Du dogme central de biologie moléculaire et de l'augmentation la capacité d'information d'ADN.

En mai de 2014 dans le journal Nature a publié un article dans lequel il a été exposé sur l'établissement, la mise en œuvre et la réplication dans une cellule vivante, des molécules d'ADN avec une paire de nucleotides artificiel.

Pour comprendre l'essence de cette étude devrait être une bonne compréhension de la circulation de l'information dans une cellule, qui décrit le dogme central de biologie moléculaire, proposée dans son temps Francis Crick. Le dogme central postule que les renseignements génétiques ont conservé dans l'ADN où il est "écrit" dans la forme d'un ordre linéaire de quatre "lettres" ou de bases - (l'adénine), G (guanine), C (cytosine), T (thymine). Ces renseignements sont un code qui peut être traduit en "langue" de protéines, qui sont les transporteurs principaux de fonctions biologiques. Afin que les renseignements de l'ADN aient été traduits en "langue" de la protéine, il doit passer d'abord la transcription d'ADN qui est synthétisé le gène de région d'ADN de copie contenant l'acide ribonucléique (l'ARN). Les portions d'ADN (ou l'ARN) sont 3 nucleotides de longueur appelés "des triplés" (ou "codons"), les acides aminés qu'ils encodent. Un total de 20 protéines d'acide aminé encodé par les différents triplés d'ADN. Le code génétique - un ensemble de règles par lequel de certains triplés "traduits" en acides aminés bien définis et dorénavant, les renseignements génétiques, les triplés d'ADN sont traduits en protéines, les acides aminés. Un ordre linéaire d'acides aminés encodés et de la protéine. Le processus de conversion de Sam est très complexe et survient dans un processus appelé "la traduction". L'injection de la Vitamine B12 (l'injection de Cyanocobalamin) - est extrêmement essentielle pour la réalisation de synthèse d'ADN.

Il y a un grand désir d'augmenter la capacité de données du code génétique. Je ne veux pas avoir 20 acides aminés, 21 ou 22 ou 23 et t. D. Ainsi, nous ne pouvions pas entrer naturel et quelques acides aminés spécifiques dans les protéines les propriétés intéressantes et pouvons obtenir des protéines avec les propriétés originales. Travail Romesberg et autres - Est une tentative de bouger dans cette direction. Pour apprendre comment encoder de nouveaux acides aminés, ils ont décidé de créer une molécule d'ADN qui ne contient aucune base 4 et 6. Pour le faire, beaucoup de travail préliminaire a été fait. On appelle l'article tout à fait pitoyable - "L'organisme Semi-synthétique avec un alphabet génétique développé." Vraiment été fait est cela : l'ADN, comme est connu, est composé de deux chaînes, qui sont complémentaires de soi. Dans une chaîne d'A, une autre chaîne devant son T ; dans même D, d'autre part - C. Ainsi, si la chaîne s'est déchirée, il se trouve que dans chacun d'entre eux est individuellement des renseignements complètement contenus pour la construction du reste du circuit. Les auteurs de cet article ont trouvé une paire de substances (a appelé des analogues anormaux, non-naturels de bases d'ADN) qui ne sont pas A et T et C et D, mais se comportent de la même façon, qui est capable de communiquent complémentairement l'un avec l'autre. Les méthodes pour la chimie synthétique ils ont créé une version de la molécule d'ADN de réplication de soi d'environ 2,500 nucleotides de longueur, qui sont complètement en harmonie avec la version standard célèbre, à l'exception d'une paire basée simple, c'est-à-dire "lettres" anormales dans la même chaîne et ses "lettres" anormales complémentaires de l'autre côté de la rue. Il a été constaté que sous de certaines conditions, les bactéries de cellule E. coli peuvent copier une molécule d'ADN qui est copiée et les molécules de fille seront aussi ce couple de lettres "faux" dans la même position que cette de la molécule parentale. C'est-à-dire, les renseignements sont des bases non-appariées héritées.

Que ce résultat puisse être accompli in vitro en utilisant des enzymes purifiées qui copient l'ADN était connu longtemps. Une percée importante est dans le fait qu'ils ont été démontrés pour copier la molécule d'ADN contenant la paire basée anormale dans une cellule vivante. À cette fin c'était nécessaire pour la cellule d'E. coli, qui a été introduit un ADN synthétique contenant une protéine de transporteur de la molécule spécifique, qui fournirait le transport dans les précurseurs de cellule de bases non-naturelles du moyen d'expression nutritif.

Puisque l'on devrait le comprendre le susdit que le résultat de cela pour démontrer qu'ils ont réussi en fait à développer le code génétique, c'est très, très loin. C'est-à-dire, si nous supposons que le but de la possibilité de construire des protéines, en contenant plus de 20 acides aminés, c'est une affaire pour au moins quelques autres années de travail dur, parce que nous devons aussi apprendre comment encoder "la nouvelle" langue d'ADN dans une protéine spéciale 'la langue'.