Стабилноста на арсенатната ДНК

Во 2011 година, во еден научен труд објавен во списанието Science се тврдеше дека еден вид бактериите од езеро Моно во Калифорнија, САД, не само што еволуирал за да го толерира арсенот, туку и го инкорпорирале во сопствената ДНК. Статијата доведе до многу критики. Многу научници сметаат дека соединенијата на арсенот формирани во вода се нестабилни. Неодамна, научниците од САД и Кина утврдиле дека со арсен супституираната ДНК може да биде постабилна отколку претходно се сметаше.

Jiande Gu и Jerzy Leszczynski и неговите колеги од Jackson State University и од Кинеската академија на науките направиле пресметковни студија која покажала дека структурата на ДНК може да ја зголеми отпорноста на арсенатот кон хидролиза. „Меѓутоа, нашата студија, исто така, сугерира дека арсенатната ДНК (As-ДНК) се уште е помалку стабилна од нормалната DNA ако се земе предвид хидролизата“, вели Leszczynski. „Нормална“ ДНК има скелет направен од шеќер и фосфатни групи придружени од фосфодиестерски врски, а во As-ДНК арсенот го заменува фосфорот.

„Моделниот систем кој ние го испитувавме претставуваше динуклеозид-арсенат-деоксигванилин-3',5'-деоксигванозин (dGAsdG) – основна единица што ги доловува сите витални карактеристики на една ДНК“, вели Leszczynski. „Претходните теоретски студии беа базирани на арсенатни естри, а не е веродостојни ДНК единици и не земале предвид клучните интра-молекуларни водородни врски. „Овие интеракции можат да ја зголемат енергетската бариера на процесот, што доведува до триаголна бипирамидална структура на арсенатните кои се формирани во текот хидролизата на арсенатните диестери во As-ДНК“, вели Leszczynski.

„Сепак, разликите во реактивноста кои се идентификувани тука, благодарение на секундарната структура, се минимални во споредба со внатрешната разлика во реактивност помеѓу фосфорот и арсенот“, вели Николас Вилијамс, експерт за хидролиза на фосфатни естри од University of Sheffield од Велика Британија. „Тоа е суштината на проблемот која арсенот ја има во замената на фосфорот во ДНК – арсеновите естери се многу пореактивни, така што разликите ќе треба да бидат многу поголеми за да се инкорпорира арсенот во стабилна ДНК структура сериозно.“

Lynn Kamerlin, која се занимава со молекуларна биологија на Uppsala University, Шведска, се согласува со ова. Таа додава дека иако се е направен чекор од гледање на структурни карактеристики, кон разгледување на енергетиката на молекулата претставува чекор во вистинската насока, работата не е потврдена со експериментални податоци. „Во прилог на авторите е фактот дека навистина има минимални експериментални податоци за калибрирање против не го прави тоа полесно“, вели таа.

„Сега ние испитуваме како интер-влакно водородно сврзување влијае на стабилноста на хидролизата на As-ДНК. Нашите резултати можат да обезбедат некои поединости на можни модификации на As- ДНК кои би можеле да зголеми својата стабилност. Ова дефинитивно ќе излезе експериментална трката за неговата синтеза ", заклучува Leszczynski.