Co to jest peptydowy kwas nukleinowy?

Peptydowy kwas nukleinowy, w skrócie PNA, jest sztucznym polimerem, który wykazuje wiele podobieństw do kwasu dezoksyrybonukleinowego (DNA) i kwasu rybonukleinowego (RNA). Jest stosowany przez naukowców i lekarzy w leczeniu i badaniach biologicznych. Peptydowy kwas nukleinowy łączy dwie zalety, dzięki czemu jest użyteczny w tych zastosowaniach. Po pierwsze, ma zdolność do przechowywania informacji, podobnie jak DNA, ale ma jeszcze bardziej solidny szkielet niż DNA. Ta druga właściwość zapewnia dużą stabilność chemiczną. Peptydowy kwas nukleinowy nigdy nie występował naturalnie, ale niektórzy spekulują, że mógł być obecny we wcześniejszej historii Ziemi.

Badania przeprowadzone z udziałem peptydowego kwasu nukleinowego doprowadziły do ​​pewnych hipotez, że cząsteczki te mogły być częścią najwcześniejszych form życia na Ziemi. PNA mógł zostać użyty jako ich wersja DNA ze względu na jego siłę chemiczną i prostszą strukturę. Co ciekawe, PNA może również tworzyć się i polimeryzować w wodzie w określonych warunkach. Warunki te obejmują temperaturę co najmniej 210 stopni Fahrenheita (100 stopni C).

Woda zwykle wrze w tej temperaturze na poziomie morza, ale dawno temu tak nie mogło być. Wielu naukowców uważa, że ​​atmosfera ziemska była w niektórych momentach znacznie gęstsza podczas jej rozwoju, a to skutecznie podniosłoby temperaturę wrzenia wody. Również woda w głębokich oceanach, prawdopodobnie ogrzewana przez aktywność wulkaniczną, byłaby pod większym ciśnieniem, a zatem miałaby wyższą temperaturę wrzenia.

Ze względu na związek PNA z DNA niektórzy naukowcy zaproponowali jeszcze jedną ciekawą aplikację. Ci, którzy pracują nad konstruowaniem sztucznych form życia, szukali peptydu kwasu nukleinowego jako możliwego składnika w swoich badaniach i projektach. Sen, który niektórzy naukowcy mają do syntezy życia, może być bardzo pomocny dzięki wszechstronności PNA i sposobowi naśladowania zdolności DNA do przechowywania informacji.

W chwili obecnej peptydowy kwas nukleinowy znalazł zastosowanie jako narzędzie w badaniach medycznych. PNA może oddziaływać z DNA na poziomie molekularnym w takiej odległości, aby być w stanie stłumić lub promować pewną cechę genetyczną, jeśli jest odpowiednio zaprojektowana. Leki oparte na tej zasadzie mogą być przydatne, na przykład, w tłumieniu genu, który prowadzi do podatności na określoną chorobę. Alternatywnie mogą zwiększyć ekspresję genu, który nadaje odporność na określoną chorobę. Takie leki, jeśli zostaną opracowane, wymagałyby wielu testów przed ich wdrożeniem, ale mogłyby mieć obiecujące implikacje dla przyszłości medycyny.