Американские ученые обнаружили новые доказательства гипотезы РНК-мира, согласно которой жизнь на Земле возникла из простой биологической формы, в которой не было ДНК и белковых молекул.
Суть гипотезы РНК-мира заключается в том, что первые способные к размножению структуры состояли из РНК-молекул, которые воспроизводили сами себя без помощи белковых ферментов. Исследователи пришли к выводу, что рибозим, или каталитическая РНК, способная расщеплять другие молекулы, может появиться спонтанно. Для этого нужны всего несколько классических оснований. Однако возник вопрос: как это свойство сохранилось в процессе биохимической эволюции.
Чтобы найти ответ, ученые создали модель, которая имитировала случайные разрывы в лишенных каталитической активности молекулах РНК. Следствием таких разрывов стали короткие цепочки РНК . Далее на их основе синтезировались более длинные молекулярные цепи. В результате получалось большое число копий разрушенного полимера. Сам процесс напоминал регенерацию червей, разрезанных на сегменты.
Во второй модели рибозимы разрезали на две полимерные РНК-цепочки. При этом если одна из цепочек обладала петлей, или шпилькой, то она могла образовать новую молекулу РНК, действующую по принципу рибозима. Затем он начинал самовоcпроизводиться в соответствии с первой моделью.
Создание двух молекул из одной осуществлялось благодаря циклическому изменению температуры между горячей и холодной фазами, что типично для циклов день-ночь. Ученые полагают, что именно на такие периоды размножения опирались древние полимеры. Этому же процессу способствовали неорганические поверхности, в том числе камни, пишет журнал eLife.
Ранее ученые из Франции пришли к выводу, что жизнь на Земле могла возникнуть благодаря минералу оливин, который является основным компонентом базальтовых пород, образующих океаническую кору. Этот минерал способен превратить токсичный формальдегид в сахара, которые ранние организмы использовали их для создания генетических молекул (РНК и ДНК).