Биологи раскрыли секреты "секса" первой живой молекулы на Земле

© Fotolia / Dan RaceУченый с моделью ДНК в пробиркеУченый с моделью ДНК в пробирке
Подпишись на ежедневную рассылку РИА Наука

Спасибо за подписку

Пожалуйста, проверьте свой e-mail для подтверждения подписки

МОСКВА, 2 ноя – РИА Новости.  Молекулярные биологи выяснили, что первые молекулы РНК не могли "исправлять" опечатки в своей структуре и самокопировали себя только путем проб и ошибок, что замедляло ход ранней эволюции жизни на Земле, говорится в статье, опубликованной в журнале ACS Central Science.

По общепринятой на сегодня теории "РНК-мира", роль белков и ДНК в первых живых организмах на земле играли молекулы РНК. В последствие клеточными процессами стали управлять белки, а роль хранилища генетической информации заняла ДНК. Сегодня ученые экспериментируют с короткими молекулами РНК, пытаясь воспроизвести процесс зарождения жизни в лаборатории.

В частности, молекулярные биологи-эволюционисты сегодня пытаются понять, как возникли первые РНК-молекулы, как они научились копировать себя и как они были впоследствии замещены ДНК и белками, разделившими между собой функции хранения генетической информации и "хозяйственные" роли, которые ранее исполняли рибонуклеиновые кислоты.

Джек Шостак (Jack Szostak) из Массачусетского технологического института в Кембридже (США) и его коллеги нашли возможное объяснение тому, как именно РНК научились собирать самих себя, изучая то, как отдельные генетические "кирпичики", так называемые нуклеотиды, соединяются с одиночными спиралями рибонуклеиновых кислот.

Так художник представил себе горячий источник, где 3,6-3,7 миллиарда лет назад могла появиться РНК-белковая жизнь
Биологи нашли подтверждения альтернативной теории рождения жизни

Первые эксперименты с этими "кирпичиками", проведенные нобелевскими лауреатами Фрэнсисом Криком и Джеймсом Уотсоном в 1950 годах, показали, что одиночные звенья РНК и ДНК могут "правильно" соединяться друг с другом в двойной спирали генетического кода только одним образом.

Так, нуклеотид аденозин ("А") всегда образует пары с тимидином ("Т") в ДНК и уридином ("У") в РНК, а гуанозин ("Г") соединяется только с цитидином ("Ц"). Если, к примеру, аденозин случайно соединяется с цитидином внутри спирали генетического кода, то тогда клетка посчитает подобную связь "опечаткой", мутацией, и попытается починить ее при помощи белков, защищающих ДНК от поломок.

Шостак и его коллеги задумались о том, как эта проблема могла влиять на работу первых самокопирующихся молекул РНК, у которых не было подобных белковых "помощников", которые есть у современной ДНК в живых клетках.

Для ответа на данный вопрос ученые провели ряд опытов, в ходе которых они собирали короткие двойные спирали РНК, концы одной из которых были оборваны. Затем биологи помещали их в раствор с большим количеством "букв"-нуклеотидов, замораживали их после соединения с новой "буквой" и просвечивали при помощи рентгена.

Так художник представил себе горячий источник, где 3,6-3,7 миллиарда лет назад могла появиться РНК-белковая жизнь
Ученые: жизнь на Земле появилась благодаря "союзу" РНК и белков

Эти опыты показали, что правило Крика-Уотсона, скорее всего, не работало в эпоху "до начала времен". В частности, команда Шостака обнаружила, что одиночные нуклеотиды могут образовать новую спираль и стабильно связываться со второй цепочкой РНК не только "классическим" способом, но и тремя другими путями, образуя иные водородные связи, нежели те, которые привыкли видеть биологи во время изучения ДНК и РНК в живых клетках сегодня.

О чем это говорит? Как считают авторы статьи, данное открытие свидетельствует о том, что развитие РНК-мира и появление первых молекул, способных к самокопированию, шло путем проб и ошибок, с многократными "отступлениями назад" из-за неисправимых случайных ошибок, появляющихся при сборке новых молекул и приводящих их в негодность.

Это, вероятно, замедляло эволюцию жизни на ее первых этапах и могло породить несколько "фальстартов" с полным вымиранием всех живых существ до того, как жизнь научилась контролировать сборку генетического кода и "разработала" правило Крика-Уотсона. Кроме того, возможно, что белки появились на Земле одновременно с РНК, что позволило бы жизни обойти эту проблему "неправильной сборки" генного кода.

РИА Наука
Комментарии
4 пользователя оставили 4 комментария
Как бы не зарождалась жизнь, но она зародилась неудачно. На свет появилось нечто, называющее себя человеком, но готовым убить и себя и всё в округе. И самое главное - ради никчемных зелёных бумажек. Миллиарды лет коту под хвост...
Наверх
Авторизация
He правильное имя пользователя или пароль
Войти через социальные сети
Регистрация
E-mail
Пароль
Подтверждение пароля
Введите код с картинки
He правильное имя пользователя или пароль
* Все поля обязательны к заполнению
Восстановление пароля
E-mail
Инструкции для восстановления пароля высланы на
Смена региона
Идет загрузка...
Произошла ошибка... Повторить
правила комментирования материалов

Регистрация пользователя в сервисе РИА Клуб на сайте Ria.Ru и авторизация на других сайтах медиагруппы МИА «Россия сегодня» при помощи аккаунта или аккаунтов пользователя в социальных сетях обозначает согласие с данными правилами.

Пользователь обязуется своими действиями не нарушать действующее законодательство Российской Федерации.

Пользователь обязуется высказываться уважительно по отношению к другим участникам дискуссии, читателям и лицам, фигурирующим в материалах.

Публикуются комментарии только на тех языках, на которых представлено основное содержание материала, под которым пользователь размещает комментарий.

На сайтах медиагруппы МИА «Россия сегодня» может осуществляться редактирование комментариев, в том числе и предварительное. Это означает, что модератор проверяет соответствие комментариев данным правилам после того, как комментарий был опубликован автором и стал доступен другим пользователям, а также до того, как комментарий стал доступен другим пользователям.

Комментарий пользователя будет удален, если он:

  • не соответствует тематике страницы;
  • пропагандирует ненависть, дискриминацию по расовому, этническому, половому, религиозному, социальному признакам, ущемляет права меньшинств;
  • нарушает права несовершеннолетних, причиняет им вред в любой форме;
  • содержит идеи экстремистского и террористического характера, призывает к насильственному изменению конституционного строя Российской Федерации;
  • содержит оскорбления, угрозы в адрес других пользователей, конкретных лиц или организаций, порочит честь и достоинство или подрывает их деловую репутацию;
  • содержит оскорбления или сообщения, выражающие неуважение в адрес МИА «Россия сегодня» или сотрудников агентства;
  • нарушает неприкосновенность частной жизни, распространяет персональные данные третьих лиц без их согласия, раскрывает тайну переписки;
  • содержит ссылки на сцены насилия, жестокого обращения с животными;
  • содержит информацию о способах суицида, подстрекает к самоубийству;
  • преследует коммерческие цели, содержит ненадлежащую рекламу, незаконную политическую рекламу или ссылки на другие сетевые ресурсы, содержащие такую информацию;
  • имеет непристойное содержание, содержит нецензурную лексику и её производные, а также намёки на употребление лексических единиц, подпадающих под это определение;
  • содержит спам, рекламирует распространение спама, сервисы массовой рассылки сообщений и ресурсы для заработка в интернете;
  • рекламирует употребление наркотических/психотропных препаратов, содержит информацию об их изготовлении и употреблении;
  • содержит ссылки на вирусы и вредоносное программное обеспечение;
  • является частью акции, при которой поступает большое количество комментариев с идентичным или схожим содержанием («флешмоб»);
  • автор злоупотребляет написанием большого количества малосодержательных сообщений, или смысл текста трудно либо невозможно уловить («флуд»);
  • автор нарушает сетевой этикет, проявляя формы агрессивного, издевательского и оскорбительного поведения («троллинг»);
  • автор проявляет неуважение к русскому языку, текст написан по-русски с использованием латиницы, целиком или преимущественно набран заглавными буквами или не разбит на предложения.

Пожалуйста, пишите грамотно — комментарии, в которых проявляется пренебрежение правилами и нормами русского языка, могут блокироваться вне зависимости от содержания.

Администрация имеет право без предупреждения заблокировать пользователю доступ к странице в случае систематического нарушения или однократного грубого нарушения участником правил комментирования.

Пользователь может инициировать восстановление своего доступа, написав письмо на адрес электронной почты moderator@rian.ru

В письме должны быть указаны:

  • Тема – восстановление доступа
  • Логин пользователя
  • Объяснения причин действий, которые были нарушением вышеперечисленных правил и повлекли за собой блокировку.

Если модераторы сочтут возможным восстановление доступа, то это будет сделано.

В случае повторного нарушения правил и повторной блокировки доступ пользователю не может быть восстановлен, блокировка в таком случае является полной.

Чтобы связаться с командой модераторов, используйте адрес электронной почты moderator@rian.ru или воспользуйтесь формой обратной связи.

Заявка на размещение пресс-релиза
Компания
Контактное лицо
Контактный телефон или E-mail
Комментарий
Введите код с картинки
Все поля обязательны к заполнению. Услуга предоставляется на коммерческой основе.
Заявка успешно отправлена