Japonec Masahiko Inouye se svými spolupracovníky z University of Toyama se již po několik let snaží vytvořit umělou DNA. Jak tvrdí, jeho pokusy byly motivovány snahou získat medium, které by bylo schopné uchovávat informace. Obdobně jako to umí DNA. Nyní se mu to podařilo.
Všechny formy života, jež využívají DNA, pracují tak trochu „jako přes kopírák“. Spoléhají se na stejnou sadu základních písmen (chcete-li stavebních bloků), kterým říkáme báze. S pomocí těchto bází mají v řídících centrech svých buněk organismy zapsány informace k tvorbě široké palety proteinů... Jde o návod jak skládat buňky a řídit jejich činnost.
Do dnešní doby jsme byli v laboratoři schopni DNA zkopírovat, nebo na ní dělat malé nepřirozené úpravy. Než přikročíme k tomu, co se vlastně podařilo japoncům vytvořit nyní, osvěžme si nejdříve co to deoxyribonukleová kyselina (DNA) je.
DNA (přirozená)
DNA je tvořena dvěma řetězci. V každém řetězci se střídá pětiuhlíkový cukr deoxyribóza se zbytkem kyseliny fosforečné (tzv. fosfátem). Na deoxyribózu je po straně připojena heterocyklická sloučenina, která se nazývá báze. V místech určených pro báze se mohou v DNA vyskytnout čtyři různé sloučeniny. Dvě z nich jsou odvozeny od struktury purinu: adenin (A) a guanin (G). A zbylé dvě od pyrimidinu: thymin (T) a cytosin (C). Trojice deoxyribóza-zbytek kys. fosforečné-báze, tzv. nukleotid, tvoří základní jednotku (monomer) DNA. Protože na místě báze se mohou vyskytovat čtyři různé molekuly (A, T, G nebo C), existují i čtyři různé základní stavební jednotky (nukleotidy) - deoxyadenosinfosfát, deoxytymidinfosfát, deoxyguanosinfosfát a deoxycytidinfosfát.
Každé ze dvou vláken DNA je polymerem jednotlivých nukleotidů. Kostru vlákna (řetězce) tvoří střídající se deoxyribózy a fosfáty. Ke každému cukru je po straně připojena báze. „Vyčuhující“ báze umožňují vytvářet vodíkové můstky. Můstek se vytváří mezi vyčnívající bází na druhém řetězci DNA. Zbývá jen dodat, že když jedna báze vyčnívá více, musí protějšek vyčnívat méně, aby mezi nimi můstek mohl vzniknout. Proto se vždy spolu páruje jen adenin s thyminem (A-T) a guanin s cytosinem (G-C). Tak vzniká onen slavný propletenec - dvouřetězcová molekula zvaná dvoušroubovice DNA, který uchovává genetické informace. Z pohledu stability a odolnosti před mechanickým poškozením, se jeví dvouřetězcová struktura DNA jako ideální. Vlastní informace je v této struktuře zapsána pořadím jednotlivých bází. Báze slouží jako jakési písmena z nichž jsou sestaveny pokyny co se má tvořit, kde se to má tvořit a kdy.
Když to vše shrneme, můžeme naše povídání o DNA uzavřít konstatováním, že molekula DNA je zařízení, jež je velmi dobře uzpůsobeno pro uchovávání a kopírování informace. Dvojvlákno umožňuje informaci dobře chránit a při jeho dočasném rozpletení, které je nutné pro přečtení ukryté informace, je struktura vlákna uzpůsobena tak, že jednoznačně určuje, ze kterého místa vlákna a kterým směrem se má informace číst, respektive kopírovat do vlastní molekuly RNA, která vykonání pokynu zprostředkuje.
DNA umělá
Nyní vědci vytvořili zařízení, jež dokáže pospojovat dohromady nově vytvořené molekuly. Jde o chemickou laboratoř umožňující pospojovat zcela nepřirozené báze a umístit je do základní kostry tvořené molekulami cukru (deoxyribózou).
Nově vytvořená struktura má tedy základní kostru z cukru a fosfátu. Kostra je tedy shodná s přirozenou formou DNA. To nové na této práci spočívá v bázích, které se těm přirozeným podobají jen v místech tvořících ony vodíkové můstky. Jinak jde o „syntetiku“ zcela odlišnou od té, která se vyskytuje v přírodě. Nejde zde tedy jen o jakési napodobování přírody, ale jde o vytvoření nového systému z nepřirozených „písmen“ (umělých bází) schopných se k sobě nezaměnitelně selektivně vázat - obdobně jako to dělají „pravé“ báze v přirozené DNA. Výsledkem japonského snažení je jakýsi informační systém využívající zcela nová písmena jaká příroda nezná.
Podobně jako přirozená DNA je i tato výsledná umělá struktura DNA pravotočivá. Na rozdíl od té normální DNA ale snadno vytváří struktury vyššího řádu, tedy propletenec ze dvou i tří vláken - trojvláknovou šroubovici.
Vědci tvrdí, že jedinečnost těchto struktur a jejich vysoká stabilita, poskytují bezprecedentní možnosti k výrobě nových biotechnologických materiálů a k jejich netradičním aplikacím.
U nového objevu jde sice o nový způsob zapisování informace, ale o stvoření základů života založeném na jiné formě přenosu informace, nemůže být řeč. Chybí například zařízení, které by takto jinak zapsanou informaci v buňce bylo schopno číst, chybí opravný mechanismus, který by uměl takovou strukturu opravovat,..
Také se ale jedná o stabilnější strukturu, než jakou je ta naše DNA a tak jednou, možná, kdo ví?
Pramen: Doi et al. Artificial DNA Made Exclusively of Nonnatural C-Nucleosides with Four Types of Nonnatural Bases. Journal of the American Chemical Society, 2008; 130 (27): 8762 DOI: 10.1021/ja801058h
Unikátní protein z extrémní bakterie zachraňuje rozbitou DNA
Autor: Stanislav Mihulka (03.09.2024)
Bakterie se brání virům šíleným mechanismem označovaným jako „vetřelecká biologie“
Autor: Jaroslav Petr (30.08.2024)
První známá přírodní fraktální molekula je matematickým zázrakem
Autor: Stanislav Mihulka (17.04.2024)
Vědci zkřížili člověka se želvuškou
Autor: Stanislav Mihulka (01.04.2024)
DNA nanoroboti mohou „donekonečna“ replikovat sami sebe
Autor: Stanislav Mihulka (09.12.2023)
Diskuze:
Po lopatě :)
Pavel,2008-07-13 13:34:00
Ahoj je to moc zajímavý článek ,ale je v něm moc odborných názvů a v těch já se vůbec nevyznám.Tak sem někoho chtěl poprosit jestli by my mohl trochu vysvětlit k čemu ta umělá DNA bude dobrá?Budou z toho větší Harddisky do PC a nebo uměle vytvořený nadčlověk a nebo třeba papoušek ,kterého budu mít jako osobního poradce co si zapamatuje vše ?
Zopar poznamok
Vlajkonos,2008-07-13 02:41:19
Myslim si, ze za tie roky sa priroda nejak nastavila a "vyvoj" tohto typu je nieco ako otvaranie Pandorinej skrinky, ale: a to je tiez pravda, bez toho to asi nejde. Jednoducho, sme aki sme... Pokial tu budeme, asi budeme musiet hladat odpovede na otazky, ktore nam chodia hlavou... A budeme musiet znasat dosledky. Vyznieva to asi dost depresivne, ja len ze si myslim, ze plati jedna jednoducha pravda: Prvok systemu nemoze pochopit system. Z principu. A kedze som dnes depresivny, nastolim este jeden problem a sice: Nerovnakost vyvoja cloveka v roznych oblastiach. Samotna technicka schopnost nieco vytvorit bez schopnosti moralne to uchopit je ako dat decku zbran a potom sa len tesime z toho ze vieme strielat... A to, nech sa na mna nikto nehneva, je trochu malo na to, aby sme sa tesili, nie preto, ze by to nebol krok vpred - je, ale, my nevieme jeho cenu... a nie vzdy je krok vpred krokom "vpred"... No a to ma privadza k MartinXXX a reciam typu modlenie: nooo, modlime sa, nech to dobre dopadne, lebo asi tak moc o tom vieme ... :(
Pane Pazdero,
karbet,2008-07-09 23:22:33
nenašel by se ještě nějaký další článek o tom, co je myšleno pojmem "možnosti k výrobě nových biotechnologických materiálů a k jejich netradičním aplikacím" ? Nějak mi nedochází, k čemu by taková nefunkční napodobenina mohla být...
pozor
josef pazdera,2008-07-10 13:46:05
Pokud jste nabyl dojmu, že se jedná o nefunkční napodobeninu, tak to není správně. I když se jedná o báze zcela syntetické a v přírodě se nevyskytující, jejich vazebná místa (patrno na obrázku) jsou shodná s těmi, která jsou typická pro přirozené báze. Jinak řečeno to znamená, že DNA vlákna s umělými strukturami budou schopny se například vázat na přirozené báze nacházející se v DNA přirozených chromozomů. Samozřejmě že až ve stádiu, kdy se budou nacházet v jednovláknové formě.
Omožnostech využití lze dnes jen spekulovat (např.k blokování funkce některých genů,...). Ale kloním se k názoru samotných autorů, že využití jejich poznatku bude opravdu mnohostranné.
hmmm
martiXXXX,2008-07-09 12:01:21
Myslím, že se jedná o poctivého vědce, který přizná co všechno neznáme.
Cituji z článku:
"U nového objevu jde sice o nový způsob zapisování informace, ale o stvoření základů života založeném na jiné formě přenosu informace, nemůže být řeč. Chybí například zařízení, které by takto jinak zapsanou informaci v buňce bylo schopno číst, chybí opravný mechanismus, který by uměl takovou strukturu opravovat,.. "
Zamysli se
jana,2008-07-09 15:20:33
Opravdu musíš komentovat svými nesmysly každý článek? Co kdyby ses radeji více modlil a tady nezasviňoval diskusi. Sem chodí lidi se něco dozvědět dalšího a ne číst dojmy úchylů, kteří komentují všechno a všude... to se necítíš trapně, když ti, co chtějí diskutovat odborně se musejí prokousávat tvejma kravinama jako je tahle?
hmmmm
martiXXXX,2008-07-09 15:48:04
Je to server, který slouží běžným lidem, aby se seznamovali s vědou nebo je to odborný server sloužící vědcům - odborníkům? Myslím, že to první.......Takže ten Váš dojem je silně neodborný a off topic.
Nemám nic proti vědě. Jen proti aroganci, která si myslí, že ví všechno.
smazat
Jirka Novák,2008-07-09 16:06:00
Já jsem pro smazání martixxxxových příspěvků, které mají charakter spamu. Na Zephira taky nic jinýho nepomohlo.
Totalitní ideologie ve jménu lepšího příští?
martiXXXX,2008-07-09 16:10:48
Aha, takže věda se stává totalitní ideologií jako byl komunismus; svatou vírou a ten kdo nesouhlasí se vším musí být zlikvidován, smazán, odstraněn, upálen ve erospěch lepších zítřků a světlé "vědecké" budoucnosti...hmmm
Když tak čtu vaše výkřiky martiXXXX,
XXXL,2008-07-09 16:42:07
začínám přicházet i svaté inkvizici na chuť. Ve vašem případě bych neradil hned zakazovat a upalovat. Ještě bych se zabavil nějakým bolestivým mučením... Abyste pochopil jak mi je když se musím těmi vašimi nesmysly prodírat.
hmmm
martiXXXX,2008-07-09 18:29:28
Co je v mém příspěvku nesmyslného, když pouze cituji autora článku a chválím ho ??? :-)) nesmyslná je vaše reakce :-))
hmmm
martiXXXX,2008-07-09 18:30:18
Co je v mém příspěvku nesmyslného, když pouze cituji autora článku a chválím ho ??? :-)) nesmyslná je vaše reakce :-))
martiXXXX
George,2008-07-09 19:37:25
Ano, je to nepochybne server ktery slouzi k seznamovani se s vedou i pokud jde o "bezne lidi" - problem je v tom ze vam s Marianem a spol o nic takoveho nejde, ponevadz i kdyz se s necim seznamite, stejne si porad dal melete to svoje bez ohledu na fakta. Cili se nemohu nepripojit k navrhu na mazani vasich prispevku....
přesně tak
Jirka Novák,2008-07-09 20:26:46
Mně (a jistě ani ostatním) nevadí, že máte odlišný názor. Tak přece věda funguje - že různí lidé mají různé názory a shromažďují argumenty pro i proti aby se přiblížili pravdě. Problém je v tom, že pořád omíláte ty samé hlouposti. Když Vám je někdo vyvrátí, tak zas zaplevelíte jinou diskusi pod jiným článkem.
S Vaším - nezdráhám se říct jepičím - rozhledem v biologii bych raději skromně seděl v koutě a učil se. Já nejsem profesionální biolog a učením se tiše v koutě přírodním vědám trávím docela hodně času. Jinak bych si rozhodně nedovolil ventilovat tu nějaké názory.
mhhhhhhhhhhhhhh
PetrHloušek,2008-07-09 21:26:00
Ale na Zefíra mi nesahejte! I když byl poněkud "nesmělý" měl ve svých projevech nádhernou poetiku a navíc se člověk zasmál. Nikdy nezapomenu na jeho kouzelný popis toho, jak světelný paprsek klouže po duhových bublinách časoprostorové pěny. No není to krásná představa. Ono by se to dokonce dalo i spočítat. Podobní "géniové" tu ale budou vždy. S tím musíme počítat. Jediná obrana je nereagovat. Ano Martixxx-hmmmm to nakonec nevydrží a odpoví si sám. Sice si odpoví na otázku kterou si nepoložil, ale odpoví si a už to je pokrok. Takoví lidé existují. Kdysi na přednáškách na brněnské hvězdárně byli stejní "géniové" ozvláštňující diskuzi tím že neodbytně tvrdili stále stejnou pitomost, ať už to byla přednáška o fraktálech či o tom jak se těží ropa. A jediná možná obrana - totální ignorace. Já vím, když jsem nový, tak se zapojím. Pokud můj argument má sílu tak dotyčný vševěd nereaguje a zkouší to jinde a jinak. Tak tedy dámy a pánové, je to věčný boj, který se sice nedá úplně vyhrát, ale v žádném případě nemá smysl ztrácet čas vyvracením zcela nepodstatných názorů, iluzí a slovních hříček. Nevím co Zefír, Marián a MartiXXXX-hmmmm dokázali v osobním i profesionálním životě, ale troufám si tvrdit že jejich názory - pokud ne dnes, tak velice brzy skončí v tratolišti smrtelně zraněných poloblábolů a budou sloužit k obveselení, třeba mých vnoučat, podobně jak je rozveselily Zefírovy duhové bubliny prostoročasu.
hmmmm
martiXXXX,2008-07-10 05:49:26
odpovídal jsem v 18.29 a v 18.30.byla to reakce na ostatní ne na sebe sama. Co s etýče toho vyvracení tak mi nemůžete nic vyvrátit. já nejsem prti vědě a nidke nezpochybňuji její výsledky. Upozorňuji jen na to , co věda neumí. Věda nemůže tvrdit, že něco bude tak a tak v oblasti, kterou ještě nezná. Teoreticky je možné, že přijde na to, že svět je celek, který třeba vzniká z okamžiku na okamžik nebo cokoliv jiného. Nikde jsem neřekl, že věřím ve stvořitele. Nebo se zjistí, že nás navštívila jiná civilizace a odstartovala evoluci. Možností je mnoho. Předem je vylučovat bez důkazů je ideologie. Nálepkovat druhého, že věří ve stvoření, když na to upozorňuje je ideologie. To co věda dokázala je obdivuhodné. Ale tvrdit, že se dokáže, že svět např. vznikl bez nějakého zásahu je ideologie protože to nevíme. Třeba ano, třeba ne. To je otevřená mysl.
díky přátelé :-)
marián,2008-07-10 05:53:55
je dobře že tvoříte jednotnou oslovskou frontu pravé víry. Když dovolíte (a nerozhodnete se mne smazat či přímo vyhledat a odstřelit) budu tu nadále s vámi.
Ještě jednu věc....nebuďte tak hrozně naštvaní na nás nevěřící. Vítězům sluší shovívavost a ne vztek a arogance které obvykle doprovází nejistotu. Buďte pevní ve víře, utvrzujte se v ní (jak to již ostatně horlivě děláte) a tolerantní k nepřátelům. Pravda se vždycky ukáže - máte-li ji, není třeba se o ni bát.
Diskutující Janě které vadí že tu "uchylové zasviňují diskusi" ještě vzkazuji že se k ženě taková mluva nehodí. Nesluší vám to děvče.
krásný den
.......
PetrD,2008-07-10 08:06:26
martiXXXX 10.07.2008 v 05:49: .......Napadlo Vás někdy, že na půlku těch Vašich otázek odpovědi jsou, ale nemáty o nich tušení Vy??(nikoliv věda) - jen už to lidi otravuje psát to pořád dokola, nebo to není zas tak jednoduchá otázka, aby se řešila po diskusích..?? A druhá půlka otázek jsou hovadiny??
On není nikdo proti Vašemu názoru, jen už lidi otravuje pořád číst Váš spam pod každým příspěvkem(respektive ignorovat ho a hledat v něm normální příspěvky) - A ano Vy spamujete, nikoliv že uvádíte svůj názor.....píšete cokoliv jen aby jste něco napsal....
hmmm
martiXXXX,2008-07-10 10:41:39
Přečtěte si můj příspěvek s citací. Tam Váš kolega píše, že neumíme sestrojit ani zdaleka DNA, které bylo bylo funkční. Tak on lže a věda to umí nebo sestrojení DNA je hovadina? Nebo lžete Vy
hmmmm
martiXXXX,2008-07-10 10:44:51
To co píše Váš kolega v tom článku výše, tedy dle Vás je lež nebo hovadina???
Pouze cituji; vidíte ty uvozovky???????; porovnejte to stextem v tom článku: " u nového objevu jde sice o nový způsob zapisování informace, ale o stvoření základů života založeném na jiné formě přenosu informace, nemůže být řeč. Chybí například zařízení, které by takto jinak zapsanou informaci v buňce bylo schopno číst, chybí opravný mechanismus, který by uměl takovou strukturu opravovat,.."
Blbec je blbec a nepochopí to
petr,2008-07-10 12:25:50
Pánové a dámo (slečno Jano), jak jste z posledního příspěvku pochopili, to co je mu vytýkáno zase provede. To svědčí o velkém exibicionismu a velkém srdci, ale malé mozkovně. Jsem rád, že ten můj pohled na něj a to, co jsem mu vytýkal jinde, sdílí více lidí a že někdo definoval, jak na něj. Sice jsem teď porušil jednu zásadu - nereagovat, ale myslím, že příště to už nopravdu neudělám. To jen aby bylo jasno, že nás jsou houfy.
hmmm
martiXXXX,2008-07-10 13:07:16
nebudu komentovat sprostoty a urážky na moji osobu. pokud mi řeknete, co je špatně, že jsem upozornil na to, že v článku autor zcela jednoznačně řekl co neumíme, což mnoho vědců z prestižních důvodů, důvodů bezpečí, arogance atd. není schopno, tak OK. Ale tohle je síla. Čím si ten můj příspěvek zasloužil, aby byl vymazán. Víte, lidé se zlobí nejvíce pro pravdu. Je to spíše otázka sociologie a psychologie lidí obecně, vědce nevyjímaje (ti se považují za nadřazené, prtože přece nějaký laik nemůže k tématu vědy obecně jako oblasti lidské činnosti něco psát dle jejich názoru)
martiXXXX
xyz,2008-07-10 13:32:18
Pochopil jste, že to vaše věčné kejhání pod každým článkem většinu lidí otravuje? Zdá se že ne!
Mimochodem dlužíte mi ještě vysvětlení z jiné diskuse, co to jsou "chemické objektivní prvky" a čím se liší od jiných chemických prvků a případné seznámení s těmi subjektivními. To mě zajímalo mnohem víc než to vaše ostatní kejhání...
Zneužití
CR!S,2008-07-09 11:39:54
Pokorok už asi nezastavíme, tak nám zbývá jen doufat že se to nedostane k teroristům nebo podobným debilkům, kteří z nudy nevědí, co by už dělali.
Mám obavy, že to není z nudy...
Duke,2008-07-09 12:09:55
To spíš z víry a (náboženského) přesvědčení. Být svatým mučedníkem pro víru v některých zemích stále láká.
Re Na hranici s nimi!
Filip,2008-07-09 11:02:19
No rouháni to určitě není! Protože v bibli se pokud vím píše, že nás bůh svořil podle sebe z čehož vyplýva, že na toto klidně právo máme. Jinak z toho vyplývá i spousta jiných zajmavých myšlenek...
To jsou starosti
Karel Vostal,2008-07-09 11:15:51
Neberte to prosím osobně, ale chytá mě amok, když se někdo při svém konání odkazuje na autoritu v podobě Boha, církve, morálky atd. Lidi snad mají vlastní rozum a svědomí, ne?
sláva inteligenci
marián,2008-07-09 10:36:06
je fascinující co lidská inteligence (a co jí pane bylo do projektu vloženo) dokáže.
Tento husarský kousek je samozřejmě poukazem na platnost ID.
inteligence
Karell,2008-07-09 13:17:46
Takze kdyz lidska inteligence nekam naveze kopec hliny, tak to take ukazuje na platnost ID - ze by nam stvoril ty okolni kopce.
Zajimava mentalni zkratka. Vskutku slava inteligenci.
Karell
marián,2008-07-09 16:01:03
Existuje něco jako složitá specifická informace kterou najdete v DNA. Abyste kodoval něco konkrétního je třeba velmi specifického uspořádání čtyř písmen genetické abecedy.
No a pak tu máme váš kopec hlíny.
Díky za příspěvek…
slozitost
Karell,2008-07-09 17:04:52
A ta hranice mezi jednoduchym a dostatecne slozitym, aby na to musel byt ID, je dana jak? O tom rozhodujete vy?
Ja mit ocean kyselin, tak budu klidne cekat, az se mi tam urodi nejaka "složitá specifická informace". :-) (ted se smeju vlastni posetilosti).
Na druhou stranu, clovek ma omezene moznosti jak manipulovat s tak mikroskopickou latkou, takze to co vzniklo nemusi byt tak slozite, aby to nevzniklo i samo.
Takovych, co rikali ze neco nejde uz tu bylo...
Etika výzkumu
mullhan,2008-07-10 14:25:08
Zaráží mě laxní přístup veřejnosti k etice takových výzkumů. Jeho výsledky přece mohou lidstvo ohrozit stejně, jako vývoj atomové pumy nebo vznik černých děr v urychlovačích. Proč se některé informace zakazuje vyvážet do nestabilních zemí? Přece právě s ohledem na riziko zneužití. Není sice možné vědcům zakázat, aby se pokoutně snažili vytvořit toxický virus, ale určitými prostředky jejich všetečnost omezit lze. Např. když společnost nemá zájem na vývoji studené fúze, stačí ten vývoj přestat financovat - pak vědcům trvá zjistit i takovou trivialitu, že napuštění deuteria k palladiu vyvolá fůzi osmnáct let. Za takovou dobu se může lidstvo stát vyspělejší, zodpovědnější a schopné následky katastrofy řešit.
Nová éra onkoterapie ?
Palo,2008-07-09 10:13:03
Môžu sa otvoriť bezpečnejšie dimenzie chemoterapie v onkologii .
Na hranici s nimi!
XXXL,2008-07-09 10:11:52
Ještě chvíli se v těch molekulách budou rýpat a vytvoří něco, co je dáno tvořit jen Všemohoucímu a to je rouhání.
Dle sebe
Medvědovič,2008-07-09 22:33:47
škoda že do nás vtělil i své špatné vlastnosti, snad tak učinil proto aby někdo pokracoval v jeho práci kterou začal. Pokud uvažujete o ID tak projekt "Život" je pouhé modelaření ve sklepě, proti projektu DOMU= vesmiru, kostrukce elementárních částic a jejich vlastností a od toho se odvíjející vlastnosti vemíru a zatím známých fyzikálních zákonů.
Nebo se jedná o škodolibého loutkáře typu VELKÉHO BRATRA, podstrkující vědcům falešné výsledky dle druhu výzkumu a právě dle nich je tvořen svět.
Potom tedy do doby Kopernika a Galilea byl svět deskou podpíranou 4 slony stojící na obří želvě. Newtonovu mechaniku Newton neobjevil ale dobrý bůh ji dle jeho nápadu stvořil. Tedy něco ve smyslu utrženého sluchátka. Potom by tedy vědci a kouzelníci netvořili kouzla ale měnili myšlenkou to čemu říkáme realita a stále přitomný ID by s pobavením realizoval jejich přání.
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce
