Ученые выявили молекулу-предшественницу РНК и ДНК

Строительные блоки ДНК и РНК могли возникнуть одновременно, еще до того, как на Земле зародилась жизнь. Ученые впервые нашли убедительные доказательства того, что РНК и ДНК вероятно возникли из одной и той же молекулы-предшественницы около четырех миллиардов лет назад.

В последнее десятилетие ведущей версией в теории происхождения жизни на Земле была гипотеза «мира РНК». Но открытие, результаты которого были опубликованы в журнале Nature Chemistry, полностью перечеркивает эту научную точку зрения. 

Так, до сих пор считалось, что формы ранней жизни основывались исключительно на РНК и лишь позднее эволюционировали так, что смогли преобразоваться до состояния, которое привело к возникновению ДНК. Эта теория всегда подвергалась критике со стороны ряда ученых, но из-за невозможности подтвердить или опровергнуть другие точки зрения гипотеза «мира РНК» считалась самой вероятной. 

Дело в том, что РНК (рибонуклеиновая кислота) и ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) очень похожи по своему химическому составу, но специалисты никогда не могли до конца понять, как одно преобразовалось в другое в период зарождения жизни на Земле. Единственное объяснение, которое могли дать ученые, это то, что ранние организмы имели особый фермент, который участвовал в процессе преобразования. Однако определить химический состав данного вещества не могли.

Из-за отсутствия любой доказательной базы синтеза РНК и ДНК эксперты в этой области считали, что до появления ДНК основой первых форм жизни была простая и универсальная РНК. Но недавнее исследование группы ученых под руководством Раманараянана Кришнамурти, доктора философии и доцента химических наук, показало, что с большой долей вероятности РНК и ДНК возникли практически одновременно на первых этапах зарождения жизни.

!

Как зародилась жизнь на Земле? Сторонники гипотезы «мира РНК» утверждают, что все началось с молекул РНК, способных к катализу без участия белковых ферментов. Но сегодня эта теория подвергается сомнению.

 

К подобным выводам специалисты пришли, когда смогли определить соединение, которое, возможно, присутствовало в пребиотический период (этап, предшествовавший появлению жизни) и выполняло важнейшую задачу по связыванию строительных блоков как РНК, так и ДНК в более крупные цепи.

Данное соединение известно под названием тиоуридин. Оно, скорее всего, присутствовало на Земле до возникновения жизни и было химическим предшественником нуклеозидных строительных блоков ранних РНК. 

Команда специалистов продемонстрировала, как в несколько этапов химических реакций можно преобразовать предшественник строительного блока РНК в строительный блок ДНК – дезоксиаденозин. Также было показано, как тиоуридин преобразуется в дезоксирибозу, которая тесно связана с дезоксиаденозином и, возможно, также является предшественником ранних строительных блоков ДНК. Ученые считают, что именно такие процессы в такой же точно последовательности и происходили в пребиотическом мире.

Соавтор исследования, доктор философии и специалист по молекулярной биологии Джон Сазерленд предположил, что на заре жизни РНК и ДНК могли быть одной структурой, которая стала «праматерью» первых генов. При этом эксперты считают, что даже если РНК и ДНК и возникли как одно целое, то очень скоро они перешли на строгое «разделение обязанностей», которое существует по сей день: ДНК служит для стабильного долгосрочного хранения генетической информации, а РНК выполняет свой особый набор задач, включая производство белков, транспортировку и кратковременное хранение генетической информации. «Они стали выполнять ту работу, которую умеют делать лучше всего», – иронизирует Кришнамурти. 

Исследования в данной области продолжаются. Ученые надеются, что смогут предоставить еще более убедительные доказательства того, что РНК и ДНК зародились практически одновременно.

Подробнее

Мнение специалиста

Подпишитесь на еженедельную рассылку наших новостей

Читают также

Случайная статья

Как потребление обработанных продуктов влияет на рост ожирения
Доктор медицинских наук Ли А. Фрэйм из Университета Вашингтона (США) опубликовала отчет, из которого следует, что потребителям, отдающим предпочтение дешевым, но сверхобработанным продуктам, требуются ...
[ читать далее ]
Загрузка...
Load next
Facebook Twitter Telegram