ดีเอ็นเอฮาจิโมจิ

โครงสร้างเกลียวคู่มาตรฐาน โครงสร้างที่ถูกสันนิษฐานโดยดีเอ็นเอฮาจิโมจิ

ดีเอ็นเอฮาจิโมจิ (จากภาษาญี่ปุ่น 八文字 hachimoji "แปดอักษร") เป็นกรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิก (ดีเอ็นเอ) ที่มีนิวคลีโอเบสแปดตัว มาจากธรรมชาติสี่ตัวและสังเคราะห์ขึ้นสี่ตัว การสังเคราะห์ดีเอ็นเอฮาจิโมจินี้เป็นผลจากการวิจัยที่ได้รับการสนับสนุนเงินทุนจากนาซา ประโยชน์ของดีเอ็นเอนี้อาจรวมไปถึงการเพิ่มขีดความสามารถในการเก็บข้อมูล และอาจเป็นหนทางสู่การค้นหาสิ่งมีชีวิตนอกโลก ตามที่โลริ เกลซ แห่งหน่วยงานด้านวิทยาดาวเคราะห์ของนาซา ได้กล่าวไว้ว่า "การตรวจหาสิ่งมีชีวิตเป็นเป้าหมายสำคัญอย่างยิ่งของภารกิจด้านวิทยาดาวเคราะห์ของนาซา และงานวิจัยใหม่นี้ [เกี่ยวกับดีเอ็นเอฮาจิโมจิ] จะช่วยให้เราสามารถพัฒนาอุปกรณ์และการทดลองที่มีประสิทธิภาพ และขยายผลของการสำรวจที่เรากำลังค้นหาอยู่นี้"สตีเวน เบนเนอร์ หัวหน้าทีมนักวิจัย บันทึกว่า "เมื่อวิเคราะห์หน้าที่ของรูปร่าง ขนาดและโครงสร้างของดีเอ็นเอฮาจิโมจิ งานวิจัยนี้ก็ขยายความเข้าใจของเราเกี่ยวกับชนิดของโมเลกุลที่อาจเก็บข้อมูลภายในสิ่งมีชีวิตนอกโลกในต่างโลกได้"

ลักษณะ

ดีเอ็นเอตามธรรมชาตินั้นเป็นโมเลกุลที่ประกอบไปด้วยโซ่สองสายที่ขดตัวอยู่รอบกันและกันเป็นเกลียวคู่ที่บรรจุข้อมูลทางพันธุกรรมสำหรับการเจริญเติบโต การพัฒนา การทำงานของอวัยวะต่าง ๆ และการสืบพันธุ์ของสิ่งมีชีวิตทุกชนิดและไวรัสอีกจำนวนมาก ดีเอ็นเอและกรดไรโบนิวคลีอิก (อาร์เอ็นเอ) เป็นกรดนิวคลีอิก ซึ่งเป็นหนึ่งในสี่สารชีวโมเลกุลขนาดใหญ่ที่จำเป็นต่อทุกชีวิตร่วมกับ โปรตีน ลิพิด และคาร์โบไฮเดรตที่ซับซ้อน (พอลิแซ็กคาไรด์) ดีเอ็นเอสายคู่ เรียกอีกอย่างว่า พอลินิวคลีโอไทด์ เนื่องจากมันประกอบขึ้นจากส่วนย่อยที่เรียกว่า นิวคลีโอไทด์ แต่ละนิวคลีโอไทด์ประกอบไปด้วย หนึ่งในสี่นิวคลีโอเบสที่มีไนโตรเจนเป็นองค์ประกอบ (ไซโทซีน [C] กัวนีน [G] อะดีนีน [A] หรือ ไทมีน [T]) น้ำตาลที่มีชื่อว่าดีออกซีไรโบส และหมู่ฟอสเฟต นิวคลีโอไทด์เชื่อมต่อกันกับนิวคลีโอไทด์ตัวอื่นในโซ่ด้วยพันธะโควาเลนต์ระหว่างน้ำตาลของนิวคลีโอไทด์หนึ่งกับหมู่ฟอสเฟตของนิวคลีโอไทด์อีกตัว ทำให้เกิดเป็นกระดูกสันหลังน้ำตาล–ฟอสเฟต ไนโตรจีนัสเบสของสองสายพอลินิวคลีโอไทด์ที่แยกกันจะเชื่อมต่อกันด้วยพันธะไฮโดรเจน ตามกฎการจับคู่เบส (A กับ T และ C กับ G) เกิดเป็นดีเอ็นเอสายคู่

ดีเอ็นเอฮาจิโมจินี้คล้ายคลึงกับดีเอ็นเอตามธรรมชาติ แต่แตกต่างไปในเรื่องของจำนวนและชนิดของนิวคลีโอเบส นิวคลีโอเบสที่ไม่เป็นธรรมชาติจะไฮโดรโฟบิกมากกว่าเบสที่เป็นธรรมชาติ โดยนิวคลีโอเบสเหล่านี้สร้างขึ้นเพื่อให้การผลิตดีเอ็นเอฮาจิโมจินี้ประสบความสำเร็จ ดีเอ็นเอในลักษณะนี้จะสร้างเกลียวคู่มาตรฐานเสมอ ไม่ว่าจะลำดับเบสให้เป็นแบบไหน อย่างไรก็ตาม มีเอนไซม์ T7 พอลิเมอเรส ถูกใช้โดยทีมนักวิจัยเพื่อแปลงดีเอ็นเอฮาจิโมจิเป็นอาร์เอ็นเอฮาจิโมจิ ซึ่งสร้างการกระตุ้นชีวภาพในรูปของฟลูออโรฟอร์เรืองแสงสีเขียว

การจับคู่เบสในดีเอ็นเอฮาจิโมจิ (ซ้าย) และในอาร์เอ็นเอฮาจิโมจิ (ขวา)
เบสธรรมชาติอยู่แถวบน ส่วนเบสที่สังเคราะห์ขึ้นอยู่แถวล่าง พันธะไฮโดรเจนขีดเส้นสีเขียวและอะตอมตัวรับในสีแดง

ดูเพิ่ม