Теория РНК-мира

Миллиарды лет назад молекулы на безжизненной земле смешались, приведя к образованию первых форм жизни - бесчисленные эоны. Спустя одна из них эволюционировала до такой степени, что теперь пытается в лабораторных условиях понять, каким образом возникли ее одноклеточные предки.

Некоторые считают, что жизнь возникла из простой цепочки молекул, другие считают, что химические реакции привели к созданию саморазмножающихся РНК. Близкая к ДНК, РНК выступает в качестве расшифровщика и переносчика генетической информации. Так называемая теория РНК-мира приобретает все большее распространение среди ученых.

Новое исследование предлагает доказательство этой теории. Но как минимум один компонент в ранней РНК может отличаться от того, что мы видим в ее современной форме. Об этом говорит работа, опубликованная в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Современная РНК, наряду с сахаром и фосфатом, содержит четыре основных строительных блока - нуклеотиды аденин, цитозин, урацил и гуанин. Но все выглядит так, что древняя РНК имела один нуклеотид, который не является частью ее современного состояния.

В пластиковые трубки ученые поместили воду, немного соли, создали необходимую кислотно-щелочную среду и добавили ионы магния для ускорения реакций. Эти условия примерно соответствуют тем, какие можно найти в озере с пресной водой, в кратерном озере или в любом другом водоеме, который можно найти в вулканических регионах, таких как Йеллоустонский национальный парк, и во всех местах, подобных тем, где когда-то могла возникнуть жизнь.

Исследователи затем добавили крошечный кусочек РНК, называемый праймером, и длинный кусок РНК, называемый матрицей. Новая РНК производится, когда праймер копирует темплат созданием базовых пар. Нуклеотиды всегда сцепляются определенными парами: цитозин с гуанином, аденин с урацилом.

Исследователи добавили нуклеотиды, чтобы те могли соединиться с матрицей и удлинить короткий участок - праймер. Результаты показали, что с компонентами современной РНК реакция происходит недостаточно быстро для того, чтобы РНК могла сформироваться и реплицироваться без ошибок.

Тогда ученые добавили еще один компонент, химикат под названием инозин, заменив им гуанин. После этого РНК смогла сформироваться и копироваться намного точнее, чем ранее. При этом новое соединение не произвело мутаций или многочисленных ошибок во время копирования.

Дэвид Димер, биолог из Калифорнийского университета, говорит, что, помимо инозина, могут быть найдены и использованы и многие другие химикаты, способные сделать реплицирование еще более быстрым и точным.

Ведущий автор исследования Джек Жостак, профессор химии и химической биологии из Гарварда, нобелевский лауреат, говорит, что они не ожидали такой эффективности инозина. Теперь, по его словам, многое встало на место. Теперь он и его команда работают над тем, чтобы выяснить, что еще в древней РНК могло отличаться от РНК современной.

Фото: sexolog.jofo.me