الحمض النووي الريبوزي (RNA) هو جزيء بيولوجي ذو وظائف حاسمة في علم الوراثة للكائنات الحية ويلعب دورًا رئيسيًا في أصل الحياة وتطورها. بتركيب مشابه جدًا للحمض النووي (DNA)، يمكن للحمض النووي الريبوزي (RNA) أداء مجموعة متنوعة من الوظائف البيولوجية التي تعتمد على شكله الفراغي، أي الطريقة التي يلتف بها الجزيء على نفسه. تصف مقالة نُشرت في مجلة Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) لأول مرة كيف يمكن لعملية طي الحمض النووي الريبوزي (RNA) في درجات الحرارة المنخفضة أن تفتح منظورًا جديدًا للكيمياء الحيوية الأصلية وتطور الحياة على كوكبنا.
تقود الدراسة البروفيسور فيليكس ريتورت من كلية الفيزياء ومعهد علوم النانو وتكنولوجيا النانو (IN2UB) بجامعة برشلونة، ويشارك فيها أيضًا خبراء من جامعة برشلونة (UB) مثل باولو ريسوني، وأوريليان سيفيرينو، وإيزابيل باستور.
ينشأ الحمض النووي الريبوزي (RNA) عن طريق ربط جزيئات الريبوز (سكر أحادي) بمجموعات الفوسفات التي ترتبط بأربعة أنواع من القواعد النيتروجينية: الأدينين (A)، والجوانين (G)، والسيتوزين (C)، واليوراسيل (U). يعتبر كل من تسلسل القواعد والبنية ثلاثية الأبعاد للحمض النووي الريبوزي (RNA) عوامل حاسمة للتنوع الوظيفي الكبير الذي يميز الجزيء.
استخدم الفريق عملية الطي الميكانيكي للحمض النووي الريبوزي (RNA) لفهم الأشكال المختلفة التي يتخذها الجزيء عند طيه على نفسه بدقة.
تُظهر الدراسة أن تسلسلات الحمض النووي الريبوزي (RNA) التي تشكل هياكل على شكل دبوس الشعر تبدأ في اتخاذ هياكل جديدة ومدمجة عند درجات حرارة أقل من 20 درجة مئوية.
"تُظهر جميع جزيئات الحمض النووي الريبوزي (RNA) التي تم فحصها هياكل جديدة غير متوقعة عند درجات الحرارة المنخفضة"، كما يلاحظ ريتورت. "لقد حددنا نطاقًا لدرجات الحرارة بين +20 درجة مئوية و -50 درجة مئوية. تحت +20 درجة مئوية، تبدأ تفاعلات الريبوز والماء في لعب دور مهم، ويتم الوصول إلى أقصى استقرار للحمض النووي الريبوزي (RNA) عند +5 درجة مئوية، حيث تكون كثافة الماء في أعلى مستوياتها. تحت 5 درجات مئوية، يتم تحديد استقرار الحمض النووي الريبوزي (RNA) الجديد بواسطة تفاعلات الريبوز والماء، حتى -50 درجة مئوية، عندما يتفكك الحمض النووي الريبوزي (RNA) مرة أخرى، مما يؤدي إلى ظاهرة التفكك الحراري بالبرودة."
