17/10/2011 - Sie schaffen künstliche Moleküle, die sich vermehren können

Menéame

Erster Schritt zur Schaffung eines Materials, das sich selbstständig reproduzieren kann, indem man das Prinzip der DNA auf künstliche Moleküle anwendet. Forscher der Universität von New York versuchten, die Wirkung der Selbstreplikation, die in der lebendigen Natur üblich ist, wieder herzustellen.

Früher versuchten Wissenschaftler, die natürlichen Prozesse zu kopieren. Jetzt geht es um den Bau einer absolut künstlichen Struktur, die mit chemischen Komponenten ihrer Umgebung reproduziert werden kann.

Für die Grundlage des neuen Materials benutzten Spezialisten Fragmente von DNA-Molekülen. Die vier Hauptfragmente (nitrogenierte Basen) dieser Moleküle ergänzen sich: Sie haben die Fähigkeit, Paare zu bilden. Adenin kann nur mit Thymin und Zytosin mit Guanin verbunden werden. Auf diese Weise werden die beiden Ketten zusammengehalten, die den doppelten Propeller des DNA-Moleküls bilden. Bei der Duplizierung wird nach der Reihenfolge der Basis einer Kette die ergänzende Kette aufgebaut.

Stattdessen hat das künstliche Molekül, das auf der Grundlage mehrerer Fragmente der synthetischen DNA erstellt wurde, die Form eines dreifachen Propellers. Jedes Dreifachmolekül bindet dann an ein identisches Molekül durch einen doppelten Propeller. Da zahlreiche DNA-Fragmente verwendet werden, und nicht nur vier (wie in der natürlichen DNA), wird davon ausgegangen, dass es eine Vielzahl von Kombinationen geben kann, von denen jede einzigartige Eigenschaften hätte.

Die komplexe Konstruktion von sechs Ketten diente als "Modell" für neue künstliche Moleküle. Für jedes DNA-Fragment synthetisierten sie ihre ergänzenden Fragmente. Dann setzten sie das Anfangsmolekül in eine chemische Lösung, die diese DNS-Blocks enthielt, die für den Bau neuer Moleküle notwendig waren.

Als Ergebnis entstand ein neues Molekül der zweiten Generation, das aus zusätzlichen Fragmenten bestand. Als die Lösung die notwendigen neuen Komponenten hinzufügte, bildete sich eine zweite Kopie des Moleküls, die identisch mit der ursprünglichen.

Die Produktivität der Replikation beträgt immer noch nur 30%: Fehler treten auf und Moleküle werden falsch hergestellt. Aber die Wissenschaftler betrachten ihr Experiment als einen wichtigen Schritt in Richtung der Schaffung eines Materials, das sich selbst vermehren kann. Auf diese Weise könnten Materialien und Ausrüstung geschaffen werden, die ohne die Hilfe des Menschen funktionieren, zum Beispiel bei zukünftigen automatischen Missionen in den fernen Raum.

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