Жизнь на земле появилась благодаря «тандему» рнк и белков
Жизнь на ранней Почва была миром белков и РНК, а не просто РНК-миром
Первые живые клетки на Земле содержали в себе не только РНК, но и белки, каковые имели возможность существовать в тёплой воде первичного океана планеты и без которых сборка этих сложных молекул была бы неосуществимой, говорится в статье, размещённой в издании Proceedings of the National Academy of Sciences, на которую ссылается РИА Новости.
«Сотрудничество между РНК и пептидами, вероятнее, было нужно для спонтанного развития того многообразия химической сложности, которая характерна для современного живого мира. Мы полагаем, что жизнь на ранней Почва была миром белков и РНК, а не просто РНК-миром», — заявил Чарльз Картер (Charles Carter) из Ууниверситета Северной Каролины в Роли (США).
По общепринятой на сегодня теории «РНК-мира», роль белков и ДНК в первых живых организмах на земле игрались молекулы РНК. В последствие клеточными процессами стали управлять белки, а роль хранилища генетической информации заняла ДНК.
Сейчас ученые экспериментируют с маленькими молекулами РНК, пробуя воспроизвести процесс зарождения судьбы в лаборатории.
Две группы биологов из Университета Северной Каролины под управлением его коллеги и Картера Ричарда Вольфендена (Richard Wolfenden) проводила опыты в собственной лаборатории, пробуя осознать, как был совершен данный переход от РНК-мира к «тандему» ДНК и белков.
Как растолковывают исследователи, неприятность содержится в том, что молекулы белков сохраняют стабильность лишь в весьма узком диапазоне базисных химических параметров. В случае если хотя бы один из них нарушается, то трехмерная молекула белков в большинстве случаев распадается либо деформируется.
Данное свойство белков есть одной из основных обстоятельств того, из-за чего ученым было нужно придумать «РНК-мир» — первичный океан Почвы мог быть через чур теплым чтобы молекулы белков в нем имели возможность нормально существовать. Картер и Вольфенден удостоверились в надежности, так ли это, изучив то, как ведут себя аминокислоты при необыкновенных температурах.
Эти опыты стали причиной неожиданным итогам. Оказалось, что степень различий в физических особенностях аминокислот да и то, как они взаимодействовали с нуклеотидами, были приблизительно однообразными и при 25 градусах Цельсия, оптимальной температуре для жизни, а также при 100 градусах.
Именно поэтому белки будут «сворачиваться» в трехмерную молекулу по одним и тем же правилам, как в горячей воде, так и в кипятке, что говорит о возможности их существования в тёплом первичном океане Почвы.
Подтверждение этому ученые нашли в транспортных молекулах РНК, каковые захватывают аминокислоты и переносят их к центру сборки белков в клетке. Как выяснилось, тРНК содержат в себе две совокупности распознавания аминокислот, одна из которых ориентируется на размер их молекул, а вторая — на то, как прекрасно они отталкивают воду.
Первая находится на «хвосте» тРНК, за что цепляется аминокислота, и складывается из четырех генетических «букв», комбинация которых разрешает закодировать сходу 24 различных размера молекул. Вторая находится в верхней части тРНК, в так именуемом антикодоне из трех нуклеотидов, что цепляется за декодируемую цепочку генетической информации.
Существование аналогичной двойной совокупности отбора аминокислот, как вычисляют авторы статьи, показывает, что эволюция белков шла в два этапа на протяжении зарождения судьбы.
Первый из них, они утвержают, что завершился еще до появления ДНК, и в то время молекулы белков были устроены достаточно легко — в одиночные линии и простые двумерные конструкции. Для сборки таких структур хватало знать размеры аминокислот, каковые, по всей видимости, кодировались в РНК молекулах организмов времен «РНК-мира».
Эти белки, "Наверное," несли вспомогательную роль и помогали клетке стабилизировать РНК-молекулы.
Появление нового «носителя информации» — ДНК — и связанной с ней возможности различать аминокислоты и по степени их гидрофобности разрешило судьбе сделать качественный ход вперед и начать применять сложные трехмерные протеиновые структуры, в следствии чего жизнь купила тот вид, которым она владеет сейчас, заключают ученые.
На заставке изображение с сайта www.infectiousdisease.cam.ac.uk
