Розробки

Життя на Землі виникло з суміші РНК і ДНК?

Хіміки з НДІ Скріппса зробили відкриття, що підтверджує дивовижний новий погляд на виникнення життя на нашій планеті. У статті, опублікованій в хімічному журналі Angewandte Chemie, вони продемонстрували, що просте з’єднання під назвою діамідофосфат (ДАФ), яке цілком могло бути на Землі до виникнення життя, могло хімічно «вплутати» крихітні будівельні блоки ДНК, звані дезоксинуклеотидами, в волокна первинної ДНК. Цей результат – останній з низки відкриттів, зроблених за кілька років, які вказують на можливість того, що ДНК та її близька хімічна родичка РНК виникли як продукт схожих хімічних реакцій і що перші такі молекули – перші форми життя на Землі – були сумішшю цих двох речовин.

Це відкриття може також обговорити нові практичні підходи в хімії та біології, але його основне значення – це відповідь на вічне питання про виникнення життя на Землі. Зокрема, воно закладає основу для подальших великих досліджень на тему того, як такі суміші ДНК-РНК змогли еволюціонувати і поширитися по первісній Землі і врешті-решт дати життя більш досконалої біології сучасних організмів. “Ці результати-важливий крок до розвитку детальної хімічної моделі виникнення перших форм життя на землі”, – говорить старший автор дослідження Раманарайанан Крішнамурті, кандидат наук, доцент хімії в НДІ Скріппса.

Також це відкриття говорить не на користь гіпотези світу РНК, яка домінувала в останні десятиліття. Ця гіпотеза передбачає, що перші реплікатори були засновані на РНК, а ДНК виникла пізніше в якості продукту форм життя на РНК. РНК занадто липка?Крішнамурті та інші сумнівалися в гіпотезі світу РНК частково тому, що молекули РНК могли бути просто занадто «липкими», щоб бути першими самореплікаторами.

Нитка РНК може притягнути інші окремі будівельні блоки РНК, які прилипають до неї і утворюють свого роду дзеркально відбиту нитку: кожен блок нової нитки пов’язаний з комплементарним йому блоком оригінальної, «шаблонної» нитки. Якщо нова нитка може відокремитися від шаблону, і стати шаблоном для інших нових ниток, то виходить, що вони починають самовідтворюватися, тобто стають практично живими. Але хоча нитки РНК можуть бути корисними для побудови комплементарних ниток за своїм шаблоном, вони не дуже добре відокремлюються від цих ниток.

Сучасні організми виробляють спеціальні ферменти, які можуть розділити спарені подвійні нитки РНК або ДНК, таким чином дозволяючи їм реплікуватися, але неясно, як це могло відбуватися в світі, де ферменти ще не існували. Химерний обхідкрішнамурті і колеги в недавніх дослідженнях показали «що» химерні ” молекулярні нитки, які частково є ДНК, а частково – РНК, могли обійти цю проблему, тому що вони можуть утворювати комплементарні нитки менш «липким» способом, що дозволяє їм досить легко відділятися. Також у своїх широко цитованих за останні кілька років статтях хіміки показали, що прості будівельні блоки рибонуклеозидів і дезокісрібонуклеозидів – складових РНК і ДНК відповідно — могли виникнути на ранній землі в дуже схожих хімічних умовах.

Більш того, в 2017 році вони повідомили, що органічні сполуки ДАФ могли зіграти ключову роль в модифікації рибонуклеозидів і вибудовуванні їх в перші нитки РНК. Нове дослідження показує, що в подібних умовах ДАФ міг зробити це і для ДНК. “На свій подив, ми виявили, що DAP реагує з дезоксинуклеотидами краще, коли вони не всі одного типу, а навпаки, є сумішшю різних“ букв” ДНК: A, T, G і С-як у справжній ДНК», – каже перший автор дослідження Едді Хіменес, докторант в лабораторії Крішнамурті.

“Тепер, коли ми краще розуміємо, як первісна хімія могла створити перші РНК і ДНК, ми можемо почати використовувати це на сумішах рибонуклеозидних і дезоксирибонуклеозидних будівельних блоків, щоб побачити, які химерні молекули утворюються таким чином і чи здатні вони самовідтворюватися і еволюціонувати”, – говорить Крішнамурті. Він також зазначає, що робота може мати широке практичне застосування. Штучний синтез ДНК і РНК, наприклад, в методі ПЛР, який застосовується в тестах на COVID-19, є великою глобальною індустрією, яка залежить від досить крихких ферментів, і тому має багато обмежень.

Надійні безферментні хімічні методи створення ДНК і РНК можуть виявитися більш привабливими в багатьох випадках. А якщо ви хочете освіжити для себе, що таке ці азотисті основи, можете також подивитися наш недавній матеріал з рубрики «Азбука природознавства». _______________Исследование — https://onlinelibrary.

wiley. com/doi/10. 1002/anie.

2020.. Перевод Антон Меньшенин, редактор Олена Корольова.
Якщо хочете підтримати наш проект, зробити це можна за посиланням. Також приєднуйтесь до новорічного розіграшу!_______________

Related posts

Leave a Comment