Zrcalna slika življenja

Kitajska raziskovalka in raziskovalec v reviji Science poročata o sintezi molekul RNK, ki so zrcalne slike tistih, pojavljajočih se v naravi. Molekule RNK so sintetizirali z encimom, ki je prav tako zrcalna slika naravnega encima.

Nekatere molekule so sestavljene iz enakih atomov, vendar imajo različno razporeditev atomov v prostoru, torej drugačno strukturo. Kadar je ena molekula zrcalna slika druge, pravimo, da sta molekuli kiralni. Predstavljamo si ju lahko kot desno in levo rokavico. Pri bioloških molekulah je kiralnost zelo pomembna lastnost, saj ima lahko molekula, ki je zrcalna slika druge molekule, povsem drugačne lastnosti. Za lažjo predstavo naj omenimo, da se molekuli, ki dajeta značilni vonj in okus meti in kumini, med seboj razlikujeta le v kiralnosti. Ta je zelo pomembna tudi pri zdravilnih učinkovinah, saj je molekula, ki je zrcalna slika zdravilne učinkovine, pogosto neaktivna ali pa celo strupena.

V živih organizmih se nemalokrat pojavlja le ena oblika določene molekule. To velja denimo za aminokisline v proteinih in nukleotide, gradnike molekul RNK in DNK. Tudi encimi za izgradnjo in razgradnjo molekul v celicah so narejeni tako, da katalizirajo le reakcije molekul točno določene kiralnosti.

Kitajska raziskovalna ekipa je s postopkom kemijske sinteze sintetizirala encim RNK-polimerazo T7, ki je bil zrcalna slika encima, ki se pojavlja v naravi. Encim je sestavljen iz slabih 900 aminokislinskih ostankov, zato je že samo kemijska sinteza tako velike molekule izziv. Kitajska znanstvenica in znanstvenik sta se tega lotila tako, da sta posebej sintetizirala tri dele encima, ki se je nato samosestavil v cel, funkcionalen encim. Sintetizirana RNK-polimeraza T7 je bila sposobna uporabiti molekulo DNK z nasprotno kiralnostjo od običajne kot matrico in po njenem nareku prepisati molekule RNK, ki so bile zrcalne slike naravno prisotnih.

S pomočjo encima RNK-polimeraze T7 sta znanstvenica in znanstvenik prepisala tudi zrcalno sliko ribocima. Ribocim je molekula RNK, ki podobno kot encim katalizira kemijske reakcije. Ta ribocim, ki sta ga v poskusih uporabljala kitajska znanstvenika, je bil zmožen sintetizirati nove molekule RNK, ki so bile zrcalne slike običajnih.

Naravno prisotne molekule RNK so zelo dovzetne za razgradnjo. Znanstvena ekipa je zato primerjala čas, potreben za razgradnjo običajnih in zrcalnih slik molekul RNK. Pri njihovih laboratorijskih pogojih so se naravne molekule RNK razgradile v roku nekaj ur,njihove zrcalne slike pa so zdržale tudi po nekaj dni.

Biološke molekule, ki so zrcalne slike naravnih, imajo mnogo potencialnih aplikacij. Ker v naravi ni encimov za razgradnjo večine takih molekul, bi to lahko izkoristili kot prednost tam, kjer je prehitra razgradnja molekul problematična. Lahko bi jih denimo uporabili za biološka zdravila z dolgotrajnešo življenjsko dobo ali senzorje, uporabne pa bi bile tudi v bazičnih raziskavah.

Znanstveni britOFF je prezrcalila Angelika.

Vir slike: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Chirality_with_hands.jpg