Новая теория зарождения жизни на Земле

Жидкие кристаллы обладают свойствами как обычных жидкостей, так и твердых тел — они текут как жидкость, но их молекулярная структура упорядочена и симметрична, как твердый кристалл. Вы, вероятно, уже знакомы с ними — жидкокристаллические экраны (ЖК-дисплеи) используются во множестве распространенных технических продуктов, таких как компьютерные мониторы и телевизионные экраны.

То же состояние материи, которое заставляет загореться экран вашего телевизора, возможно, сыграло роль в появлении жизни на Земле.

В одном новом исследовании ученые обнаружили, что

• короткие молекулы РНК могут образовывать жидкие кристаллы, которые стимулируют рост в более длинные цепи, необходимые для развития жизни.

ДНК и РНК

Сегодня ДНК хранит наши генетические чертежи, а РНК выполняет свои задачи.

Но ведущие научные теории предполагают, что жизнь на Земле развивалась в "мире РНК", где, согласно утверждению, РНК управляла как генетической информацией, так и метаболическими действиями до образования ДНК или белков.

Исследователи находят подтверждение этому в рибозимах, которые являются нитями РНК, которые действуют как ферменты, способствуя метаболическим процессам, и все еще существуют в современных геномах.

"Самая древняя молекула на самом деле — РНК", — сказал Томмазо Беллини, соавтор исследования кафедры медицинской биотехнологии в Университете Милана, Италия.

Но даже если цепочки РНК выполняли важные задачи на ранней Земле, до сих пор исследователи не были уверены, как эти цепочки могут образовываться без помощи белков или поддерживающих ферментов для их объединения.

Согласно исследованию, проведенному Беллини и международной группой ученых, жидкокристаллические состояния могли бы помочь формированию коротких фрагментов РНК, а затем превращаться в более длинные нити.

Версия

Исследователи рассмотрели различные сценарии, которые могут позволить небольшим частям РНК самостоятельно собираться. Они обнаружили, что при высоких концентрациях короткие последовательности РНК (длиной от 6 до 12 нуклеотидов) могут спонтанно развиваться в упорядоченные жидкокристаллические фазы. Эти жидкие кристаллы образовались легче, когда исследователи добавили ионы магния или полиэтиленгликоль.

Однако ни полиэтиленгликоль, ни такой химический активатор не существовалина исконной Земле. Но, как утверждают исследователи, другие молекулы могли бы выполнять очень похожую работу, хотя и менее эффективно.

Эти невероятные результаты вытекают из предыдущей работы, пояснил Беллини, в которой та же команда обнаружила, что очень маленькие фрагменты ДНК могут самопроизвольно превращаться в жидкие кристаллы в определенных условиях.

По его словам, результаты помогут нам понять, как сложные структуры и биомолекулы могли образоваться на Земле.

Фото: megacurioso.com.br