Материалы портала «Научная Россия»

Органическое соединение из пробирки может объяснить происхождение жизни

Органическое соединение из пробирки может объяснить происхождение жизни
Имитируя процесс естественной эволюции в лаборатории, ученым удалось вывести фермент, способный размножаться, что может объяснить процесс зарождения жизни.

Группа исследователей-биохимиков Научно-исследовательского института имени Скриппса в Калифорнии (США) под руководством профессор Джеральда Джойса (Gerald F. Joyce) впервые в мире создала в пробирке нуклеотид, способный к размножению. Результаты исследования опубликованы в Science.

Новый фермент получил название рибозим (ribozyme), потому что он синтезирован из рибонуклеиновой кислоты (РНК). Известно, что все современные формы жизни, основанные на ДНК, когда-то произошли из более простых РНК-форм, и многие ученые подозревают, что именно они стали первыми видами живых организмов, способных к самовоспроизводству. Новое органическое соединение, «выращенное» в пробирке, удивительным образом похоже на ранние РНК-формы жизни. Оно может создавать «копии» нитей своей РНК, однако результат не будет точным ее слепком. Это будет ее зеркальное отражение, соотносящееся с ней как левая рука с правой. Дочерняя нить в свою очередь, может воссоздать копию «оригинала». Никому раньше не удавалось создать в лабораторных условиях подобных кросс-хиральных (cross-chiral) ферментов. Это открытие убедительно показывает, как из первозданного мира РНК могли развиться более сложные формы жизни.

На Земле случилось так, что в каждом классе молекул одна хиральность (или «рукав») начала доминировать. Так, например, все РНК стали, условно говоря, «правшами» (D-RNA). Такое структурное сходство делает взаимодействия внутри класса более эффективными, подобно тому, как рукопожатие становится более удобным, когда соединяет две правые или две левые руки разных людей. Но ученые смогли создать в пробирке «леворукую» РНК (L-RNA). Обычно, разные виды нуклеотидов никогда не связываются друг с другом. Если бы это произошло, процесс дальнейшей «сборки» был бы нарушен.

Но, по всей видимости, ранние формы РНК были как «правшами», так и «левшами». Джойсу и его коллегам удалось показать, как при наличии такой «смеси» L- и D-RNA могут возникать нуклеотиды, способные к самовоспроизводству. Более того, когда ученые начали наблюдать за рибозимом, они заметили, что этот фермент предпочитает работать на шаблоне L-RNA для создания дополнительной цепи РНК. Биохимии смогли создать L-RNA, которые синтезировали нуклеотиды по шаблону D-RNA. Как объясняет Джойс, ферменты признают полную форму собирающихся оснований РНК на комплементарной нити и соединяют любую свою часть друг с другом. Критики считают, что открытие Джойса — ощутимый шаг вперед, в вопрос об ускоренной репликации РНК с использование катализаторов, но все же не вполне понятно, откуда могли бы исходить подобные РНК-формы. Новая работа наталкивает на мысль, что если поперечное копировании РНК возникло на ранней стадии, они могли бы создать свои зеркальные пары, чтобы продвинуть эволюцию более сложных нуклеотидов.

 

происхождение жизни рибозим хиральность

Назад

Социальные сети

Комментарии

  • Александр, 1 ноября 2014 г. 20:15:27

    А жизни-то на самом деле нет.
  • Александр, 5 ноября 2014 г. 9:08:52

    Соединений, способных к воспроизводству огромное множество. Только не каждое может развиться до человека. Некоторые останавливаются на насекомых, некоторые на крокодилах...
    Так что все эти заявления - на воде вилами написаны.

Авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий