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Foi criada uma estrutura artificial capaz de se auto-replicar como uma molécula de ADN
Última revisão: 30.06.2025
Químicos criaram uma estrutura artificial que pode se autorreplicar como uma molécula de DNA. Cientistas acreditam que não está longe o tempo em que os materiais se autorreplicarão. A ideia do DNA
Os componentes, baseados em nucleotídeos – os "blocos de construção" do DNA – atuam como letras que se combinam para formar uma palavra. Mas, diferentemente da dupla hélice do DNA, um único elemento do material artificial consiste em três cadeias paralelas de nucleotídeos com sete bases de comprimento. Elas (as bases) são conectadas por um fragmento perpendicular da hélice, em cuja superfície externa estão as "chaves" químicas. Elas controlam quais moléculas podem se ligar a uma determinada seção da cadeia.
Este sistema – um conjunto de três hélices simples conectadas por três hélices duplas de DNA – foi chamado de BTX (moléculas de hélice tripla curvada contendo três hélices duplas de DNA) pelos químicos. Os cientistas escrevem que tais fragmentos são capazes de se combinar em cadeias estendidas. E, teoricamente, o número de componentes únicos do material sintético não é limitado.
Um grupo de cientistas liderado por Paul Chaikin, da Universidade de Nova York (EUA), usou sua invenção para criar um “quebra-cabeça” a partir de duas peças e seus gêmeos complementares.
Em um tubo de ensaio com um conjunto de cadeias BTX, os químicos adicionaram uma substância que iniciou o processo de montagem. Como resultado, as partes individuais do "quebra-cabeça" se conectaram complementarmente entre si — encontrando-se de acordo com o tipo de "fechadura" e "chave".
Os químicos escrevem que, no primeiro estágio, um componente do "quebra-cabeça" se ligou à extremidade livre da substância iniciadora. Então, uma reação em cadeia começou, e outros componentes foram atraídos para o "quebra-cabeça" molecular. Até a terceira geração
Os químicos usaram as cadeias resultantes para obter moléculas-filhas semelhantes. Aquecendo a mistura de cadeias-mãe e filhas à temperatura de ruptura da ligação de hidrogênio (aproximadamente 40 °C), os químicos separaram a mistura em moléculas de duas gerações. Análises posteriores mostraram que cerca de 70% das cadeias-filhas repetiam perfeitamente a estrutura da molécula-mãe.
A equipe de Chaikin obteve a próxima geração da molécula original. No entanto, na terceira geração, a precisão da cópia piorou significativamente: apenas 31% dos "descendentes" — os netos da primeira molécula — repetiram completamente a estrutura da molécula original.
Os autores do artigo publicado na Nature acreditam que, alterando as propriedades químicas dos componentes do "quebra-cabeça", será possível eliminar a necessidade de aquecer a mistura após cada procedimento de cópia. Se os químicos implementarem sua ideia, provavelmente surgirão sistemas sintéticos que se reproduzem sem intervenção humana.
"Mostramos que não apenas moléculas de DNA e RNA podem se autorreplicar. Nosso desenvolvimento é o primeiro passo para a criação de materiais artificiais autorreplicantes", concluem os autores da invenção.
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