DNA Hachimoji

DNA Hachimoji (hachi adalah bahasa Jepang untuk delapan, moji untuk huruf) adalah asam deoksiribonukleat (DNA) dengan delapan basa nukleotida - empat alami, dan empat sintetik.^[1]^[1]^[2]^[3]^[4] Sintesis sistem delapan-basis DNA Hachimoji adalah hasil penelitian yang didanai oleh Nasa.^[2] DI antara kegunaan dari sistem DNA ini adalah meningkatkan kemampuan untuk menyimpan data digital, serta menambah wawasan untuk mencari tahu apa yang mungkin dalam makhluk luar angkasa.^[5]^[6] Menurut Lori Glaze dari Divisi Ilmu Planet NASA, "Deteksi kehidupan adalah tujuan yang semakin penting dari misi sains planet NASA, dan karya baru ini (dengan DNA hachimoji) akan membantu kita mengembangkan instrumen dan eksperimen yang efektif yang akan memperluas cakupan ... apa yang kita cari. "^[2]^[7] Ketua tim peneliti Steven Benner mencatat, "Dengan menganalisis dengan cermat peran bentuk, ukuran, dan struktur dalam DNA hachimoji, karya ini memperluas pemahaman kita tentang jenis-jenis molekul yang mungkin menyimpan informasi dalam makhluk luar angkasa di dunia asing."^[8]

Deskripsi

DNA alami adalah molekul yang terdiri dari dua rantai yang saling melilit untuk membentuk heliks ganda yang membawa instruksi Genetik yang digunakan dalam pertumbuhan, perkembangan, fungsi, dan reproduksi semua organisme hidup yang diketahui dan banyak virus. DNA dan asam ribonukleat (RNA) adalah asam nukleat; selain protein, lipid dan karbohidrat kompleks (polisakarida), asam nukleat adalah salah satu dari empat jenis utama makromolekul yang penting untuk semua bentuk kehidupan. Dua untai DNA juga dikenal sebagai polinukleotida karena mereka terdiri dari unit monomer sederhana yang disebut nukleotida.^[8]^[9] Setiap nukleotida terdiri dari salah satu dari empat Nukleobasa yang mengandung nitrogen (Sitosina [C], Guanina [G], adenina [A] atau Timina [T]), gula yang disebut deoksiribosa, dan gugus fosfat. Nukleotida bergabung satu sama lain dalam rantai dengan ikatan kovalen antara gula satu nukleotida dan fosfat berikutnya, menghasilkan tulang punggung gula-fosfat bergantian. Basa nitrogen dari dua untaian polinukleotida yang terpisah terikat bersama, sesuai dengan aturan pasangan basa (A dengan T dan C dengan G), dengan ikatan hidrogen untuk membuat DNA untai ganda.

DNA Hachimoji mirip dengan DNA alami tetapi berbeda dalam jumlah, dan jenis, nukleobase.^[1]^[5] Nukleobase tidak alami, lebih hidrofobik daripada basa alami, ditemukan menghasilkan DNA hachimoji yang berhasil. DNA seperti itu selalu membentuk heliks ganda standar, tidak peduli urutan basa apa yang digunakan. Meskipun demikian, enzim (T7 polimerase) diadaptasi oleh para peneliti untuk menghasilkan gen yang tidak alami, yang, pada gilirannya, digunakan untuk menghasilkan RNA yang tidak alami, dan kemudian, protein terkait.^[3]^[4]

Pasangan basa baru

Dalam asam nukleat hachimoji, untuk membentuk Pasangan basa, P mengikat dengan Z, dan B mengikat dengan S (dS dalam DNA, rS dalam RNA)

dasar		nama	ChemSpider	PubChem
P		2-Aminoimidazo[1,2a][1,3,5]triazin-4(1H)-one 2-amino-8-(1′-b-D-2′-deoxyribofuranosyl)-imidazo-[1,2a]-1,3,5-triazin-[8H]-4-one^[10]	10205066	135600909
Z		6-Amino-5-nitropyridin-2-ol 6-amino-3-(1′-b-D-2′-deoxyribofuranosyl)-5-nitro-1H-pyridin-2-one^[10]	9357814	11182729
B		Isoguanine 6-amino-9[(1′-b-D-2′-deoxyribofuranosyl)-4-hydroxy-5-(hydroxymethyl)-oxolan-2-yl]-1H-purin-2-one^[10]	69351	76900
S	rS	Isocytosine	60309	66950
S	dS	1-Methylcytosine 3-methyl-6-amino-5-(1′-b-D-2′-deoxyribofuranosyl)-pyrimidin-2-one^[10]	71474	79143

Pasangan basa dalam DNA hachimoji (kiri) dan hachimoji RNA (kanan). Basis sintetik yang tidak alami berada di baris bawah. Ikatan hidrogen adalah garis hijau putus-putus, dengan atom akseptor berwarna merah.

Biologi

Menurut para peneliti, DNA hachimoji baru memenuhi "persyaratan Schrödinger" (yaitu, "bahan genetik harus memiliki blok bangunan yang berbeda, seperti halnya alfabet harus memiliki huruf yang berbeda") untuk sistem evolusi molekul Darwinian.^[3] skrip penelitian Research Floyd Romesberg mencatat bahwa penemuan sistem DNA hachimoji menunjukkan bahwa basa alami (G, C, A dan T) "tidak unik".^[11]^[12] Membuat bentuk kehidupan baru dimungkinkan, setidaknya secara teoritis, dengan sistem DNA baru.^[12] Akan tetapi, untuk saat ini, sistem DNA hachimoji tidak mandiri; sistem ini membutuhkan pasokan bahan-bahan pembangun dan Protein unik yang hanya ditemukan di laboratorium. Akibatnya, "DNA Hachimoji tidak bisa kemana-mana jika lolos dari laboratorium."^[3]

Aplikasi

Para peneliti mendirikan sebuah perusahaan, Synthorx, untuk mempelajari beberapa protein yang tidak alami yang dihasilkan hasil dari gen tidak alami mereka sebagai agen kanker.^[4]^[11] Lebih lanjut, menurut para peneliti, "DNA Hachimoji dapat digunakan untuk mengembangkan Diagnosis untuk penyakit manusia, dalam penyimpanan data digital DNA,barcode DNA, perakitan struktur nano, dan untuk membuat protein dengan asam amino tambahan serta obat baru. Bagian dari DNA hachimoji ini sudah diproduksi secara komersial oleh Firebird Biomolecular Sciences LLC ".^[1]^[3] Juga, menurut para peneliti, "selain aplikasi teknisnya, karya ini memperluas ruang lingkup struktur yang mungkin kita temui ketika kita mencari kehidupan di kosmos".^[1]

Lihat juga

Referensi

^ ^a ^b ^c ^d ^e Hoshika, Shuichi; et al. (22 February 2019). "Hachimoji DNA and RNA: A genetic system with eight building blocks" (PDF). Science. 363 (6429): 884–887. doi:10.1126/science.aat0971. Diakses tanggal 21 February 2019. ((Perlu berlangganan (help)).
^ ^a ^b ^c American Association for the Advancement of Science (21 February 2019). "Hachimoji -- Expanding the genetic alphabet from four to eight". EurekAlert!. Diakses tanggal 22 February 2019.
^ ^a ^b ^c ^d ^e Brown, Dwayne; Landau, Elizabeth (21 February 2019). "Research creates DNA-like molecule to aid search for alien life". Phys.org. Diakses tanggal 22 February 2019.
^ ^a ^b ^c Zimmer, Carl (21 February 2019). "DNA Gets a New — and Bigger — Genetic Alphabet - DNA is spelled out with four letters, or bases. Researchers have now built a system with eight. It may hold clues to the potential for life elsewhere in the universe and could also expand our capacity to store digital data on Earth". The New York Times. Diakses tanggal 21 February 2019.
^ ^a ^b Dumé, Bello (22 February 2019). "Hachimoji DNA doubles the genetic code". Physics World. Diakses tanggal 22 February 2019.
^ Dvorsky, George (22 February 2019). "Freaky Eight-Letter DNA Could Be the Stuff Aliens Are Made Of". Gizmodo. Diakses tanggal 23 February 2019.
^ Stickland, Ashley (21 February 2019). "Synthetic DNA could help with search for alien life". CNN News. Diakses tanggal 22 February 2019.
^ ^a ^b Carpineti, Alfredo (22 February 2019). "New Artificial DNA Has Doubled The Alphabet Of Life". IFLScience.com. Diakses tanggal 22 February 2019.
^ Purcell A. "DNA". Basic Biology. Diarsipkan dari versi asli tanggal 5 January 2017.
^ ^a ^b ^c ^d Hoshika S, Leal NA, Kim MJ, Kim MS, Karalkar NB, Kim HJ, et al. (February 2019). "Hachimoji DNA and RNA: A genetic system with eight building blocks". Science. 363 (6429): 884–887. doi:10.1126/science.aat0971. PMID 30792304. ((Perlu berlangganan (help)).
^ ^a ^b Saplakoglu, Yasemin (21 February 2019). "Scientists Have Created Synthetic DNA with 4 Extra Letters". Live Science. Diakses tanggal 22 February 2019.
^ ^a ^b Molteni, Megan (21 February 2019). "Doubling Our DNA Building Blocks Could Lead To New Life Forms". Wired. Diakses tanggal 22 February 2019.

[SCI-201902222-1] Hoshika, Shuichi; et al. (22 February 2019). "Hachimoji DNA and RNA: A genetic system with eight building blocks" (PDF). Science. 363 (6429): 884–887. doi:10.1126/science.aat0971. Diakses tanggal 21 February 2019. ((Perlu berlangganan (help)).

[EA-20190221-2] American Association for the Advancement of Science (21 February 2019). "Hachimoji -- Expanding the genetic alphabet from four to eight". EurekAlert!. Diakses tanggal 22 February 2019.

[PHY-20190221-3] Brown, Dwayne; Landau, Elizabeth (21 February 2019). "Research creates DNA-like molecule to aid search for alien life". Phys.org. Diakses tanggal 22 February 2019.

[NYT-20190221-4] Zimmer, Carl (21 February 2019). "DNA Gets a New — and Bigger — Genetic Alphabet - DNA is spelled out with four letters, or bases. Researchers have now built a system with eight. It may hold clues to the potential for life elsewhere in the universe and could also expand our capacity to store digital data on Earth". The New York Times. Diakses tanggal 21 February 2019.

[PW-20190222-5] Dumé, Bello (22 February 2019). "Hachimoji DNA doubles the genetic code". Physics World. Diakses tanggal 22 February 2019.

[GZM-20190222-6] Dvorsky, George (22 February 2019). "Freaky Eight-Letter DNA Could Be the Stuff Aliens Are Made Of". Gizmodo. Diakses tanggal 23 February 2019.

[CNN-20190221-7] Stickland, Ashley (21 February 2019). "Synthetic DNA could help with search for alien life". CNN News. Diakses tanggal 22 February 2019.

[IFLS-20190222-8] Carpineti, Alfredo (22 February 2019). "New Artificial DNA Has Doubled The Alphabet Of Life". IFLScience.com. Diakses tanggal 22 February 2019.

[9] Purcell A. "DNA". Basic Biology. Diarsipkan dari versi asli tanggal 5 January 2017.

[SCI-201902223-10] Hoshika S, Leal NA, Kim MJ, Kim MS, Karalkar NB, Kim HJ, et al. (February 2019). "Hachimoji DNA and RNA: A genetic system with eight building blocks". Science. 363 (6429): 884–887. doi:10.1126/science.aat0971. PMID 30792304. ((Perlu berlangganan (help)).

[LS-201902212-11] Saplakoglu, Yasemin (21 February 2019). "Scientists Have Created Synthetic DNA with 4 Extra Letters". Live Science. Diakses tanggal 22 February 2019.

[WRD-201902212-12] Molteni, Megan (21 February 2019). "Doubling Our DNA Building Blocks Could Lead To New Life Forms". Wired. Diakses tanggal 22 February 2019.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]