Alle iLive-inhoud wordt medisch beoordeeld of gecontroleerd op feiten om zo veel mogelijk feitelijke nauwkeurigheid te waarborgen.
We hebben strikte richtlijnen voor sourcing en koppelen alleen aan gerenommeerde mediasites, academische onderzoeksinstellingen en, waar mogelijk, medisch getoetste onderzoeken. Merk op dat de nummers tussen haakjes ([1], [2], etc.) klikbare links naar deze studies zijn.
Als u van mening bent dat onze inhoud onjuist, verouderd of anderszins twijfelachtig is, selecteert u deze en drukt u op Ctrl + Enter.
Een kunstmatige structuur die zichzelf kan repliceren zoals een DNA-molecuul is gemaakt
Laatst beoordeeld: 30.06.2025
Chemici hebben een kunstmatige structuur gecreëerd die zichzelf kan repliceren, net als een DNA-molecuul. Wetenschappers geloven dat het niet lang meer zal duren voordat materialen zichzelf zullen repliceren. DNA-idee
De componenten, gebaseerd op nucleotiden – de "bouwstenen" van DNA, fungeren als letters die samen een woord vormen. Maar in tegenstelling tot de dubbele helix van DNA, bestaat één element van het kunstmatige materiaal uit drie parallelle ketens van zeven basen lange nucleotiden. Deze (de basen) zijn verbonden door één loodrecht fragment van de helix, met aan de buitenkant chemische "sleutels". Zij bepalen welke moleculen zich aan een bepaald deel van de keten kunnen hechten.
Dit systeem – een bundel van drie enkele helices verbonden door drie dubbele DNA-helices – werd door chemici BTX genoemd (gebogen drievoudige helixmoleculen met drie dubbele DNA-helices). Wetenschappers schrijven dat dergelijke fragmenten zich kunnen combineren tot lange ketens. En theoretisch gezien is het aantal unieke componenten van het synthetische materiaal onbeperkt.
Een groep wetenschappers onder leiding van Paul Chaikin van de New York University (VS) gebruikte hun uitvinding om een "puzzel" te maken van twee stukken en hun complementaire tweelingen.
In een reageerbuis met een set BTX-ketens voegden chemici een stof toe die het assemblageproces in gang zette. Hierdoor werden de afzonderlijke delen van de "puzzel" complementair met elkaar verbonden - ze vonden elkaar volgens het type "sleutelgaten" en "sleutels".
Chemici schrijven dat in de eerste fase een component van de "puzzel" zich hechtte aan het vrije uiteinde van de initiatorsubstantie. Vervolgens begon een kettingreactie, waarbij andere componenten naar de moleculaire "puzzel" werden getrokken. Tot aan de derde generatie
De chemici gebruikten de resulterende ketens om vergelijkbare dochtermoleculen te verkrijgen. Door het mengsel van moeder- en dochterketens te verhitten tot de temperatuur waarbij de waterstofbrug breekt (ongeveer 40 °C), scheidden de chemici het mengsel in moleculen van twee generaties. Verdere analyse toonde aan dat ongeveer 70% van de dochterketens de structuur van het moedermolecuul perfect reproduceerde.
Chaikins team verkreeg de volgende generatie van het oorspronkelijke molecuul. In de derde generatie verslechterde de kopieernauwkeurigheid echter aanzienlijk: slechts 31% van de "afstammelingen" – de kleinkinderen van het eerste molecuul – herhaalde de structuur van het oorspronkelijke molecuul volledig.
De auteurs van het artikel in Nature geloven dat ze door de chemische eigenschappen van de "puzzel"-componenten te veranderen, de noodzaak om het mengsel na elke kopieerprocedure te verhitten, kunnen elimineren. Als de chemici hun idee implementeren, zullen er waarschijnlijk synthetische systemen ontstaan die zich zonder menselijke tussenkomst kunnen reproduceren.
"We hebben aangetoond dat niet alleen DNA- en RNA-moleculen zichzelf kunnen repliceren. Onze ontwikkeling is de eerste stap naar het creëren van kunstmatige, zelfreplicerende materialen", concluderen de auteurs van de uitvinding.
[