Doğal Bir Enzim Tarafından Doğruluğu Kanıtlanmış Sekiz Harfli DNA Alfabeti

Kaliforniya Üniversitesi San Diego’daki araştırmacılar, biyolojinin en temel enzimlerinden birinin, doğal ortamda bulunmayan iki sentetik baz çiftini (yani sekiz harfi) doğru bir şekilde okuyup kopyalayabildiğini gösterdiler. Bu bulgu, hücrelerin doğal moleküler mekanizmaları kullanarak sentetik genetik bilgiyi işleyebileceğine dair önemli kanıtlar sunuyor ve bu da uzun zamandır sürdürülen “DNA‘nın dilini genişletme” hedefine ulaşılmasına katkıda bulunuyor. Ayrıca, bilim insanlarının doğada bulunmayan fonksiyonları yerine getiren veya bileşikler üreten biyolojik sistemleri özelleştirmelerine olanak tanıyabilir.

Nature Communications dergisinde yayınlanan çalışma, DNA’yı okuyarak RNA üretmekten sorumlu enzim olan RNA polimerazına odaklanmıştır. Bu süreç, gen ifadesinin ilk adımıdır.

Biyokimyasal deneyler ve yüksek çözünürlüklü kriyoelektron mikroskobu (tek bir atomun genişliğinden bile daha küçük detayları yakalayabilen bir teknoloji) kullanılarak, araştırmacılar Escherichia coli bakterilerinden elde edilen RNA polimerazın, doğal ortamda bulunmayan iki sentetik baz çiftini nasıl tanıdığını ve içerdiğini gösteren ayrıntılı yapısal görüntüler elde ettiler. Bu görüntüler, enzimin doğal baz çiftleri ile aynı biyokimyasal ve yapısal sinyalleri kullanarak sentetik DNA harflerini tanıdığını ortaya koydu. Bu durum, genişletilmiş genetik bilginin nasıl doğru bir şekilde kopyalanabileceğini anlamamıza yardımcı oluyor.

Proceedings of the National Academy of Sciences‘de yayınlanan başka bir çalışmada, aynı araştırmacılar RNA polimerazın hidrojen bağı ile tutunmayan başka bir sentetik baz çiftini de tanıyabildiğini bildirdiler.

Bu çalışma, temel biyolojinin ötesinde önemli sonuçlar doğuruyor. Önceki çalışmalar, genişletilmiş genetik alfabeleri kullanarak karaciğer kanseri hücrelerini tanıyan sentetik DNA molekülleri oluşturmuştu. Bu yeni çalışma, RNA polimerazın bu doğal olmayan DNA harflerini nasıl doğru bir şekilde okuduğunu ve kopyaladığını göstererek, yeni teşhis yöntemleri, terapötikler ve mühendislik biyolojik sistemler gibi gelecekteki teknolojiler için bir temel sağlıyor.

Structural Basis of Transcription of the Hachimoji Eight-Letter Alphabet by E. coli RNA Polymerase, Nature Communications (2026). www.nature.com/articles/s41467-026-76668-0

Qingrong Li et al, Hydrophobic unnatural base pair promotes trigger loop closure and catalysis in cellular RNA polymerase independent of hydrogen bonding, Proceedings of the National Academy of Sciences (2026). DOI: 10.1073/pnas.2607774123

Journal information: Proceedings of the National Academy of Sciences , Nature Communications

Provided by University of California – San Diego