Ученые провели рекогносцировку образования жизни на Земле

Авторы новой работы в области синтетической биологии заявляют, что «первобытная» РНК использовала уникальную систему генетической репликации, которая отличается от любых других, известных науке, и которые естественным образом используют живые организмы сегодня.

Популярная теория, объясняющая появление ранних форм жизни на Земле, основана на нитях РНК. Как и ДНК, нити РНК могут переносить генетическую информацию, используя код из четырех «молекулярных букв» (оснований). Однако РНК является более простой «строкой» информации. Некоторые РНК-нити также могут складываться в трехмерные формы, которые образуют ферменты рибозимы, отвечающие за определенные химические реакции. Если рибозим может реплицировать сложенную РНК, он сможет и копировать себя и таким образом поддерживать простую цепочку жизни.

Раньше ученые создавали рибозимы, которые могли бы реплицировать прямые нити РНК, но не сложенные. Поскольку сами рибозимы представляют собой сложенные РНК, их собственная репликация (авторепликация) блокируется. Теперь, в статье, опубликованной в журнале eLife, ученые описали разгадку этого парадокса – они создали первый рибозим, способный реплицировать сложенные РНК, включая себя самого.

Обычно при копировании РНК фермент добавлял по одному основанию (Ц, Г, A или У). Но новый рибозим использует три основания, соединенные вместе как «триплет» (например, ГАУ). Эти триплетные строительные блоки позволяют рибозиму копировать сложенную РНК, поскольку триплеты гораздо прочнее связываются с РНК и заставляют ее распутываться – поэтому новый рибозим может скопировать собственные сложенные РНК-нити.

Ученые говорят, что «первичный бульон» мог содержать смесь цепочек оснований разной длины – по одной, две, три, четыре или более. Однако они обнаружили, что нити оснований, которые будут дольше, чем триплет, менее точны в воспроизведении.