Существенным недостатком всех теорий возникновения жизни является отсутствие конкретного молекулярного базиса для исходной примитивной доклеточной эволюции. Молекула, давшая начало жизни на Земле, должна быть как можно более простой по структуре, и в то же время способной выполнять важнейшие биологические функции. Одну из возможных моделей такой "молекулы первожизни" предложили недавно химики США.

Повышенный интерес к роли рибонуклеиновых кислот (РНК) в зарождении жизни вызвало открытие в 1981-82 годах рибозимов. Рибозимы (англ. ribozyme: ribonucleic enzyme) - это специфические молекулы РНК, которые кроме обычной своей роли "транслятора" генетической информации от ДНК к белкам, как оказалось, могут выполнять еще одну функцию, принципиальную для самовоспроизведения, а именно - катализировать химические реакции. Вполне логичным шагом после этого стало предположение, что именно такой специфический вид РНК мог явиться наилучшим кандидатом на роль "молекулярной праматери" жизни на Земле (подробнее см. очень удачно написанную статью А.С. Спирина "Биосинтез белков, мир РНК и происхождение жизни").

Теория РНК - эволюции, как и все ей предшествующие, столкнулась, однако, с обычной проблемой: нужно было доказать не только возможность процесса как такового, но и "расписать" каждый его этап в более конкретных деталях. Каким образом происходил реальный процесс первичной эволюции древних РНК? Из каких "кирпичиков" могла состоять наиболее примитивная РНК? Вершиной доказательности было бы, разумеется, моделирование процесса "в пробирке" (или, как говорят биологи, in vitro).

В этом направлении проводили свои исследования химики Джон Ридер (John Reader) и Джералд Джойс (Gerald Joyce) из Scripps Research Institute в Калифорнии. Задавшись целью определить минимальный состав кирпичиков РНК - нуклеотидов, который бы обеспечивал максимальную простоту конструкции рибозима с возможно минимальной потерей его каталитических свойств, они показали, что для построения такой молекулы достаточно всего двух (против используемых современными организмами четырех) типов нуклеотидов.

Структура оснований нуклеотидов, с помощью которых они взаимодействуют между собой. Для построения РНК используются (по первым буквам названий) A, С, G и U.

Исследователи отмечают при этом, что использованные ими нуклеотиды весьма уместны для гипотетического рибозима - предшественника жизни, так как их проще синтезировать из предшественников; они также более устойчивы к температурным перепадам. Важно также, что полученный "минимальный" рибозим мог специфически катализировать принципиальную для самовоспроизводства РНК реакцию - образование связей между РНК - нуклеотидами. При этом интенсивность катализа была в 36000 раз выше, чем в отсутствие такого рибозима.

Таким образом, появился очередной, экспериментальный аргумент, в пользу РНК - гипотезы происхождения жизни.

Источник новости: Nature Science Update

Сергей Григорович