Znanost čez lužo je naredila prve korake v ustvarjanje življenjskih oblik z drugačno genetsko kodo kot jo vsebujejo živa bitja na Zemlji. Te organizmi bi imeli drugačne kemijske enote v njihovi DNA in s tem sintetične gradnike v njihovih proteinih. Znanstveniki upajo, da bi bili takšni organizmi uporabni za raziskavo novih biokemijskih procesov in za nastanek novih bioloških in elektronskih materialov. Raziskave so precej odmaknjene od tekočega genskega inženiringa, ki temelji na prerazporejanju obstoječih DNA komponent proteinov v nove kombinacije ali pa na prenosu DNA iz enega organizma v drugega. Dodajanje popolnoma novih elementov v DNA in proteine je pravzaprav predelava genske kode - jezika življenja.

 Besede znanstvenikov, da pri tem delu ne gre več za oponašanje narave, ampak za njeno dopolnitev - razširitev genske kode, seveda vzdigujejo nova etična in varnostna vprašanja, vendar do prave diskusije še ni prišlo, saj bi do začetka resnega dela preteklo še pet do deset let.

Znanost je torej tik pred stvaritvijo nove življenjske oblike. Za zdaj so nekaj proteinov zamenjali za umetne, vsi pa so se v celici izkazali kot nefunkcionalni. Raznolikost življenja črkuje genska navodila iz štirih DNA komponent, znanih kot organske baze predstavljene s štirimi črkami A, C, G in T. Različne kombinacije treh teh črk označijo aminokisline (kodon), te pa so skupaj nanizane v posamezen protein (gen), ki prevzema nalogo v celici. Z redkimi izjemami obstoječe življenske oblike uporabljajo enakih 20 aminokislin. Genska koda je torej jezik sestavljen iz štirih črk, ki lahko tvorijo dvajset besed. Čeprav je njihov slovar precej omejen, so lahko te besede povezane v zelo raznolike stavke in odstavke, ki opišejo življenje mikrobov v vrelcih, bakterij odpornih na največji mraz in vse do človeka. Znanstveniki razmišljajo, da bi ob dodajanju novih črk in besed omogočili organizmu večjo prilagodljivost; tako kot imajo nekateri jeziki izraze za nekaj česar ga drug jezik nima.

Ko se bakterija redi v mediju napolnjenim z umetno aminokislino, utegne to zamenjati za obstoječo, čeprav zdaj ne more živeti brez nje. Z zamenjavo nekaterih naravnih aminokislin je bilo doseženo, da je neka bakterija naredila protein z nelepljivimi lastnostmi teflona. Ta protein bi tako lahko nekoč uporabljali za gradnjo umetnih krvnih žil za kar je danes zadolžen teflon. Bakterija je bila preventino ustvarjena tako, da se ni mogla namnožiti. Sintetično komponento dobi namreč v svojem mediju kjer raste in če bi iz njega pobegnila, bi umrla ali pa ponovno začela uporabljati naravno aminokislino. Več udejstvovanja pa je v smeri raziskovanja - poskušanje vključevanja fluorescentnih aminokislin v proteine za natančnejše opazovanje.

Čeprav proteini redko vsebujejo preko dvajset naravnih aminokislin, z večjim številom vseeno ne bo ravno najtežje priti na dan. Nekateri organizmi jih vsebujejo že sami, vendar te niso vgrajene v proteine, razen kadar celica naredi napako. Največja prednosti bakterije z umetno aminokislino so skrite v njihovih potencialnih napakah pri prepisovanju.

V reviji Science sta pojasnjena dva pristopa raziskovanja. V prvem gre za opazovanje variacij v napakah.  Znanstveniki so predstavili gensko zamenjavo, v kateri je encim za popravljanje napak v tvorbi proteina onesposobljen. To je povzročilo, da se je umetna aminokislina vezala na 24% mest vseh bakterijskih proteinov, kamor bi se mogel vezati valin. Drug pristop pa temelji na uvedbi nove aminokisline. Namesto obširnih zamenjav so postavili aminokislino na izbrano mesto, kar je bilo deseženo z ustvarjanjem posebnih molekul, ki so aminokislino prenesle v mehanizem sinteze proteinov. Če bodo znanstveniki dodali novo aminokislino, bi morali tudi točno določiti njeno mesto v proteinu; gensko kodo bi morali postaviti na pravo mesto. Obstaja pa težava, da zaporedja DNA, ki bi to odkodiralo ni. S štirimi bazami je možnih 64 kombinacij, 61 od teh kodira 20 aminokislin, ki jih najdemo v naravi. Če celica naleti na kodon, ki ne označi nobene aminokisline, ustavi sintezo. V raziskavi so za novo aminokislino vzeli prav tak kodon. Ta pristop ima očitno pomankljivost. Bakterijska DNA lahko vsebuje ta kodon na mestu kjer bi se gradnja proteina naravno morala ustaviti. Če bi bila enaindvajseta aminokislina vstavljena na taka mesta, bi takšni umetni proteini ubijali organizme.

Če bodo znanstveniki uvedli nove aminokisline, bo prišlo do potrebe po novih kodonih, zato poskušajo dodati črke genski abecedi. Če bi DNA temeljila na šestih bazah, bi bilo 216 kodonov namesto 64. Takšna DNA je bila nedavno in vitro ustvarjena na Floridi. Poleg vstavljanja baz v dvojno vijačnico, se mora umetna baza še pariti z drugo umetno, saj le takšno parjenje omogoča uspešno kopiranje. Poseg je bil zahteven, izredno težko je bilo prepričati naravne encime, da prepišejo DNA z umetnimi bazami. Uvedba umetne DNA v organizem pa je vedno povzročila smrt.Znanstveniki so prepričani, da bo v 5 do 10 letih prišlo vsaj do in vitro replikacije. Veliko primerjav pa je na račun hipotetičnih nezemeljskih prepisovalnih sistemov. Poleg spraševanja se o tem kako lahko življenje evolvira v vesolju, je posvetila nova luč tudi na evolucijo Zemlje. Morda v evoluciji obstaja stadij kjer genska koda preneha biti točno določena - kot zdaj. Kako se bodo torej prilagajale bakterije z več različnimi bazami in njihovimi kombinacijami? Dr. Schultz, profesor kemije in predsednik genskega inštituta za snovanje novih raziskav  pogosto pravi, da ima življenje samo 20 aminokislin, ker je bog počival sedmi dan. Kakšni bi bili, če ne bi?

pripravila
Živa Repovž