Wat is peptide-nucleïnezuur?

Peptidenucleïnezuur, afgekort als PNA, is een kunstmatig polymeer dat veel overeenkomsten vertoont met deoxyribonucleïnezuur (DNA) en ribonucleïnezuur (RNA). Het wordt gebruikt door wetenschappers en artsen in medische behandelingen en biologisch onderzoek. Peptidenucleïnezuur combineert twee voordelen die het bruikbaar maken voor deze toepassingen. Ten eerste heeft het de mogelijkheid om informatie op te slaan, net als DNA, maar heeft het een nog robuustere ruggengraat dan DNA. Deze tweede eigenschap geeft het veel chemische stabiliteit. Het is nooit bekend dat peptide-nucleïnezuur van nature voorkomt, maar sommigen speculeren dat het mogelijk aanwezig was tijdens de eerdere geschiedenis van de aarde.

Het onderzoek dat is uitgevoerd met peptidenucleïnezuur heeft geleid tot enkele hypothesen dat deze moleculen mogelijk deel uitmaken van de vroegste levensvormen op aarde. PNA is mogelijk gebruikt als hun versie van DNA vanwege de chemische sterkte en de eenvoudigere structuur. Het is intrigerend dat PNA zich onder bepaalde omstandigheden ook in water kan vormen en polymeriseren. Deze omstandigheden omvatten een temperatuur van ten minste 210 graden Fahrenheit (100 graden C).

Water kookt meestal bij deze temperatuur op zeeniveau, maar dat is misschien niet zo lang geleden het geval geweest. Veel wetenschappers theoretiseren dat de atmosfeer van de aarde op bepaalde tijden tijdens haar ontwikkeling veel dichter was, en dit zou het kookpunt van water effectief verhogen. Ook zou water in diepe oceanen, mogelijk verwarmd door vulkanische activiteit, onder grotere druk staan ​​en dus een hoger kookpunt hebben.

Vanwege de relatie die PNA heeft met DNA, hebben sommige wetenschappers er nog een andere interessante toepassing voor voorgesteld. Degenen die werken aan het construeren van kunstmatige levensvormen hebben gekeken naar peptidenucleïnezuur als een mogelijk ingrediënt in hun onderzoek en ontwerpen. De droom die sommige wetenschappers hebben om het leven te synthetiseren, zou enorm kunnen worden geholpen door de veelzijdigheid van PNA en de manier waarop het de informatie-opslagcapaciteit van DNA nabootst.

Op dit moment is peptidenucleïnezuur gebruikt als hulpmiddel bij medisch onderzoek. PNA kan op een zodanig moleculaire manier interageren met DNA dat het een bepaalde genetische eigenschap kan onderdrukken of bevorderen, als het op de juiste manier is geconstrueerd. Geneesmiddelen die op dit principe zijn gebaseerd, kunnen bijvoorbeeld nuttig zijn bij het onderdrukken van een gen dat leidt tot vatbaarheid voor een bepaalde ziekte. Als alternatief kunnen ze de expressie van een gen verbeteren dat immuniteit verleent voor een bepaalde ziekte. Zulke medicijnen, als ze worden ontwikkeld, vereisen veel testen voordat ze worden geïmplementeerd, maar kunnen veelbelovende implicaties hebben voor de toekomst van de geneeskunde.