האם מולקולות הדנ”א הן שנתנו את בעיטת הפתיחה לחיים על כדור הארץ ולא רנ”א?
פיליפ בול , Nature (תרגום: דיקלה אורן)
קישור ישיר לדף זה: https://www.hayadan.org.il/deoxyenzyme0404.html
חוקרים יצרו חלקי דנ”א, שביכולתם להתחבר זה לזה ללא עזרתן של מולקולות נוספות. דנ”א טבעי, לעומת זאת, זקוק לאנזימים כדי לחבר את חלקיו, לתקן מוטציות או להשתכפל.
יצירת הדנ”א העצמאי הזה מעלה את האפשרות שפיסות דנ”א טבעי פיתחו את היכולת הזאת בעבר. האפשרות הזו עשויה לשנות את הדרך בה אנו חושבים, שנוצרו החיים.
חוקרים ידעו מזה עשורים, כי ביכולתה של מולקולת הרנ”א, המולקולה שמתרגמת מידע מהדנ”א לחלבונים, להראות התנהגות של אנזימים. הצורות המיוחדות האלה של רנ”א, שנקראות ריבוזימים (ribozymes), הביאו למגליהן פרס נובל בשנות השמונים של המאה שעברה. מאז נתגלו כמה ריבוזימים בתאים.
רונלד ברייקר מאוניברסיטת ייל ועמיתיו הראו, כי ניתן ליצור את המולקולות השקולות בדנ”א, דאוקסיריבוזימים (deoxyribozymes). “הראנו כי הרנ”א לא מיוחד במובן הזה,” אומר ברייקר.
כעת הם הלכו צעד נוסף קדימה ויצרו דאוקסיריבוזימים, המזרזים את תהליך יצירת הקשרים בין מולקולות הדנ”א עצמן, הם כותבים בכתב העת של האגודה האמריקאית לכימיה (Journal of the American Chemical Society). יצירת הקשרים האלה היא חלק חשוב בתהליך בו משתכפל הדנ”א.
אם דנ”א טבעי היה יכול לעשות כן, ייתכן שהוא התחיל את החיים על כדור הארץ.
חוקרים רבים מעריכים, כי רנ”א, ולא דנ”א, יצר את אבני החיים הראשונות. זאת בחלקו מכיוון שלרנ”א היכולת להתנהג כמו אנזים. ישנן ראיות נוספות לכך שהחיים על כדור הארץ החלו עם רנ”א, אך כעת נראה שהראשוניות של הרנ”א, מקורה יותר במזל ופחות ביכולות מיוחדות.
“אם מריצים את תחילת החיים על אלף כוכבי לכת שונים כמו כדור הארץ, הם ייראו אחרת בכל פעם,” אומר ברייקר ומעלה את האפשרות שאצלנו החיים החלו עם דנ”א ולא רנ”א.
ברייקר וצוותו יצרו את הדאוקסיריבוזימים על ידי פיתוח מלאכותי של דנ”א טבעי במבחנה. גדילי דנ”א עורבבו באקראי. אלה שהראו התנהגות אנזימית נאספו, והתכונה הזו חודדה על ידי חזרה על תהליך הערבוב שוב ושוב. החוקרים גילו, כי הם נזקקו לשני סוגים של דאוקסיריבוזימים כדי לחבר מולקולות דנ”א.
הדאוקסיריבוזימים עובדים בקצב איטי פי 100,000 מהאנזים הטבעי, שנקרא דנ”א פולימראז (DNA polymerase). אם יהיה ניתן לשפר את האנזימים המלאכותיים, ענף הביוטכנולוגיה יוכל להיעזר בהם.
ג'ק סזוסטק מבית החולים הכללי מסצ'וסטס בבוסטון חושב, שדבר כזה הוא אפשרי. “אני לא אהיה מופתע אם דנ”א יכול לעשות כל מה שרנ”א יכול,” הוא אומר.
מדענים חוקרים את השימוש ברנ”א מלאכותי ליצירת תרופות או לגילוי מולקולות אחרות כגון רעלים. הרנ”א הוא יעיל, שכן אין לו צורך באנזים כדי לחבר את עצמו. עם זאת, יש לו כמה חסרונות: יש לו נטייה להתפרק במים, ובכמה אופנים יותר קשה לייצרו מאשר דנ”א.
חוקרים היו מעדיפים להשתמש בדנ”א אילו יכלו, אומר סזוסטק, וייתכן שהדאוקסיריבוזימים יאפשרו להם לעשות כן.
קישור לכתבה ב-Nature
ידען ראשית החיים
https://www.hayadan.org.il/BuildaGate4/general2/data_card.php?Cat=~~~809380675~~~48&SiteName=hayadan
