韩国科学家发现:DNA环状分子的自主复制

2025年04月08日 阅读量:175

元素百科信息频道:生物系统中有许多独立复制的例子。然而,由于生物系统非常复杂,人工制造这种生物系统的独立复制系统相当困难。在其他领域,人类可以创建一些自我复制系统,如磁场系统和模块化机器人。

我们很少将这些人工自我复制系统与生物系统中的自我复制系统进行比较。因此,理论上比较人工独立复制系统和生物细胞系统中的复制,对设计新的独立复制系统具有重要意义。其中,细胞中的DNA分子是一个很好的切入点。基于其相互识别的特点,即DNA分子可以完成自组装和复制。

改造DNA T型元件研究

最近,韩国科学家的研究证明,通过DNA的转型 T型元件,这种DNA可以设计成自我复制系统。他们使用了两种不同尺寸的DNA T型元件,借助其上面的单链(或未匹配区域),可以通过碱基的互补匹配将不同的元件连接在一起。首先,这些元件组装成环状DNA分子。然后,这些核酸环状元件上的DNA部件经历了一些替换或形成支链,并不断添加新的DNA 添加到复制系统中的T型元件,从而形成DNA复制的循环反应。

自主复制DNA数量增加模式

他们使用两种方法(原子力显微镜和琼脂糖凝胶)来检测这些自主复制DNA 群体数量的变化。DNA的数量增长有两种不同的模式,一种是指数增长,另一种是斐波拉契增长。这项研究不仅证明了DNA分子可以在纳米级别进行体外自组装和自我复制,而且还可以严格控制DNA增长的数量。

作者提到,DNA独立复制完全在动力学和热力学系统中完成,而不依赖任何酶系统。然而,这种简化的复制系统与活细胞中精致的复制系统仍有差距。但他们希望该系统能够应用于其他不同DNA系统或其他DNA介导纳米颗粒的自我复制系统。

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