Verdieping

Zesring kopieert zichzelf

18 juni, 2015
Wnt-website
Via zelfassemblage van fragiele vezels kun je een moleculair systeem bouwen dat zichzelf kopieert. Zoiets als DNA maar lang niet zo ingewikkeld, suggereren Groningse onderzoekers in Nature Communications. Adjunct-hoogleraar systeemchemie Sijbren Otto en collega’s speculeren dat de allervroegste vormen van ‘prebiotisch’ leven wellicht op vergelijkbare wijze informatie doorgaven, …

 

Via zelfassemblage van fragiele vezels kun je een moleculair systeem bouwen dat zichzelf kopieert. Zoiets als DNA maar lang niet zo ingewikkeld, suggereren Groningse onderzoekers in Nature Communications.

Adjunct-hoogleraar systeemchemie Sijbren Otto en collega’s speculeren dat de allervroegste vormen van ‘prebiotisch’ leven wellicht op vergelijkbare wijze informatie doorgaven, lang voordat RNA of DNA als dragermateriaal ontstond.

Het onderliggende idee is in wezen hetzelfde als dat van DNA. Uit een aantal losse bouwstenen laat je een molecuul ontstaan, dat dient als mal voor het ontstaan van een identiek tweede exemplaar dat er bovenop komt te liggen. Vervolgens gaan ze uit elkaar en kan op allebei een nieuwe kopie ontstaan.

In de praktijk is alleen dat uit elkaar gaan een probleempje: de binding tussen origineel en kopie is weliswaar niet-covalent, maar gewoonlijk toch sterk genoeg om het replicatieproces sterk af te remmen. Exponentiële groei wordt het zo in elk geval niet.

Otto presenteert daar nu een simpele oplossing voor. Hij stapelt veel meer dan twee lagen, zodat je supramoleculaire vezels in een oplossing krijgt. Tegelijk schudt hij die oplossing. Als de vezels een bepaalde lengte bereiken, breken ze door de mechanische belasting vanzelf in tweeën en kunnen elk afzonderlijk doorgroeien.

Als basismolecuul gebruiken de Groningers een benzeenring waar op twee plekken zwavelkernen aan hangen, en op de derde plaats een korte aminozuurketen. Via een zwavel-zwavelbinding kunnen ze dimeriseren, en als dat een paar keer gebeurt vormen ze vanzelf een gesloten ring.

In eerste instantie krijg je dan voornamelijk ringen van 3 of 4 moleculen, maar er zitten ook grotere tussen. En alleen de hexameren (dus met 6 moleculen) blijken zich te gaan stapelen, als gevolg van interacties tussen de aminozuurketens. Zodra je gaat schudden en de vezels zichzelf beginnen te vermenigvuldigen, worden die hexameren aan het systeem onttrokken. En omdat de ringvorming een evenwichtsreactie is, groeien de kleinere ringen dan vanzelf ook tot hexameren uit.

Een filmpje op de website van de vakgroep laat zien hoe het werkt.

Uit een combinatie van experimenten en computersimulaties leiden de Groningers af dat het aantal vezels op deze manier wél exponentieel toeneemt, of daar heel dicht tegenaan zit.

De volgende stap is om een zelfreplicerend systeem met een aantal verschillende componenten te ontwikkelen zodat je er, net als bij DNA, ook echt een code in kunt opslaan. Otto en collega’s dromen zelfs al van een vorm van Darwiniaanse evolutie in een puur synthetisch chemisch systeem.

bron: Nature Communications

 
Arjen Dijkgraaf
Arjen Dijkgraaf 18 juni 2015

Nog geen opmerkingen

Meer Verdieping
Zout geeft het startschot
06 okt 2026 — Renée Canrinus-Moezelaar
Ideale habitat voor industriële premières
06 okt 2026 — Jacqueline van Gool
'We gaan dit gewoon doen'
06 okt 2026 — Esther Thole
Tegen de klok
15 sep 2026 — Ruben Boot
C2Weekly nieuwsbrief
weekly

Mis geen enkel bericht met onze nieuwsbrief C2Weekly

Elke woensdag in je inbox: het laatste chemie- en life sciences nieuws uit Nederland en Vlaanderen, aangevuld met analyses, achtergronden en meer!

Inloggen

Nog niet geregistreerd?

Registreer je gratis en ontvang de nieuwsbrief, creëer je eigen profiel en reageer op onze artikelen.

Not registered yet?

Register for free and receive our newsletter.

Inloggen voor leden van de KNCV, KVCV, NBV en NVBMB

  • Log in het met het e-mailadres waarmee je bij je vereniging bekend bent. Weet je niet welk e-mailadres dat is? Kijk dan op welk adres je de digitale nieuwsbrief van je vereniging ontvangt.
  • Als je nog niet eerder ingelogd hebt moet je een nieuw wachtwoord aanmaken. Klik hiervoor op ‘wachtwoord resetten’.