نگاهی به آینده نمای بیوتکنولوژی/پنجمین باز DNA

محققینی كه تعمداً چنین DNA را ساخته و تكثر كرده اند، اكنون دقیقاً درصدد یافتن پاسخ همین پرسش ها هستند.
با دستیابی به این DNA تغییر داده شده است كه تیم تحقیقاتی قادر به پاسخگویی انواع سئوالات بنیادی بیوشیمی خواهد شد. البته بیشترین امید تیم تحقیقاتی بر آن است كه برخی از حروف جدید استفاده شده در ساخت DNA، در درون ژنوم یك باكتری زنده توزیع و جاگیر شوند. بدین صورت امكان ردیابی آنها، نحوه پذیرش در سلول، تحولات آتی و به خصوص فرایند تكامل جاندار قابل ردیابی خواهد بود.چهار حرفی كه معمولاً تشكیل دهنده DNA هستند، عبارتند از چهار باز شیمیایی Adenine (A) ،Guanine(G)،Cytosine(C) وThymine (T) توالی هایی كه بیان كننده نحوه ساخت پروتئین های مختلف در درون سلول هستند به وسیله همین چهار حرف بیان شده اند.حال تیم محققین از انستیتو تحقیقات La Jolla كالیفرنیا، مولكول جدیدی به نام ۳ _ فلوروبنزن یا ۳FBساخته اند كه نقش باز پنجم DNA را به عهده می گیرد.
در جهان معمولی، بازها در نردبان DNA، دو به دو در طول توالی مولكولی جفت می شوند:
A همیشه با T جفت می شود و C در برابر G قرار می گیرد. ۳FB با خودش مقابل می شود و در نتیجه نوعی كاملاً جدید از زوج باز را ایجاد می كند.
•محلول های روغنی
مولكول باز مورد بحث بایستی آنچنان طراحی شود كه در درون DNA به خوبی جاگیر شده و ساختمان فضایی آن را دچار انحراف و تنش نسازد. محدودیت سخت تر كار آنجاست كه بتوان مولكولی را یافت كه DNA پلیمراز نیز قادر به شناسایی آن باشد. DNA پلیمراز آنزیمی است كه DNA را در فرایند باز شدن زنجیره، همانندسازی می كند و تیم تحقیقاتی نیازمند آن بود كه عملكرد آن را بر روی باز جدید پنجم بیازماید.
ابتدا گروه پژوهش كننده، مولكولی را طراحی كردند كه دارای سطوح صاف و بزرگ بود. هدف آن بود كه این مولكول در طول DNA به راحتی جمع شود. این ایده در عمل كارا نبود و سطوح پهن و بزرگ فوق پس از برقراری پیوند، با یكدیگر تداخل كرده و زوج جفت های DNA را منحرف ساختند. پس از این تداخل و انحراف، DNA پلیمراز دیگر قادر به حركت بر روی نوار و افزایش طول آن نبود.
سپس محققین به۳FB رو می آورند. این باز، مولكولی هیدروفوب و چربی دوست بود و همچنین ورود به زنجیره DNA به صورت دو باز متصل را امكان پذیر می ساخت. با اولین موفقیت فوق، تیم پروژه نتایج خود را در جلسه انجمن شیمی آمریكا در ۱۴ مارس ۲۰۰۵ (در شهرستان دیه گو) منتشر ساخت.
در آزمون های صورت گرفته، همچنان كه مولكول DNA همانندسازی می شود، باز جدید پنجم بدون مشكل در برابر خود قرار داده می شود. البته میزان درج این باز تقریباً ۱۰۰ برابر كمتر از حضور بازهای معمولی است اما همین بازده نیز برای ناظرین فرایند كافی است: به گفته مسئول تیم فوق، این بازده به معنی یك خطا در هر ۱۰۰۰ جفت باز پلیمریزه شده است كه میزان آن بسیار بیشتر از خطای فرایندهای معمولی حیاتی است.
•جست وجوی آنزیم
اكنون مسئولان این پژوهش از سمت دیگر مسئله به آن می نگرند. آنها در تلاشند تا انواعی از پلیمراز را ایجاد كنند كه بتواند جفت باز های تقلبی را تشخیص داده و آنها را با توانایی بیشتری به كار گیرد.
تاكنون پلیمرازهای جدید ابداع شده، نه تنها برای كار با جفت بازهای تقلبی _ غیرطبیعی بهتر بود ه اند بلكه در تطابق با جفت بازهای طبیعی نیز كاراتر عمل كرده اند!!!
بنابر حدس مسئول پروژه، نكته اصلی خلق پلیمرازهای تواناتر، در قدرت چنگ انداختن آنها به DNA نهفته است.
تا اینجای پروژه، عملیات كلاً با استفاده از مواد شیمیایی و در لوله های آزمایش صورت پذیرفته است. مرحله بعدی كار تیم، وارد كردن جفت باز ابداعی به یك میكروب زنده است. بنابر فرضیات پروژه به این صورت می توان به اطلاعات فرایند ژنتیكی از قسمت های قابل تكامل ژنوم دست یافت. با چنین نگرشی، تنها طی یك دهه آینده (و یا حتی در فرصت زمانی كمتر)، كلونی های باكتری دارای DNAهای غیرطبیعی در اختیار خواهیم داشت.
و در نهایت برای اطمینان خاطر دوست داران محیط زیست و دلسوزان حفظ تنوع زیستی جهان یادآور می شویم كه نباید از تولید و گسترش اتفاقی و خارج از كنترل این موجودات خلق الساعه نگرانی به دل راه دهیم. علت آن است كه این سویه ها برای تداوم حیات خود به منبع پایدار از همان باز پنجم (مثل ۳FB) نیازمندند و در صورت قطع آن سریعاً از بین خواهند رفت. تنها احتمال خارج از ذهن دیگر این است كه سویه های فوق، خود شروع به سنتز باز پنجم مورد نیاز خود كنند.از نظر مسئول تیم پروژه، این احتمال نه تنها در هزاره ای كه فعلاً در آن هستیم بلكه در هزاره بعدی نیز محقق نخواهد شد.

منبع : باشگاه اندیشه