Наука имеет достаточно последовательную теорию того, как жизнь зародилась на Земле. Но в этой теории остается немало белых пятен. Одно из них, кажется, только что закрасили авторы нового исследования, пишет Earth.com.
Белки являются основой биологической жизни. Но долгое время оставалось загадкой, как именно они образовались на заре эволюции до того, как возникли полноценные клетки со сложной молекулярной "фабрикой" внутри них.
Новое исследование, проведенное под руководством профессора Мэтью Паунера из Университетского колледжа Лондона, описывает простую химическую реакцию в водной среде, которая способна соединять основные составляющие и делать первые шаги к образованию белков. Результаты опубликованы в журнале Nature.
Команда исследователей показала, что РНК - молекула, которая хранит и переносит генетическую информацию и может катализировать реакции - способна химически соединяться с аминокислотами, которые являются строительными блоками белков.
Чтобы сделать реакцию более эффективной, ученые перевели аминокислоты в более реактивную форму с дополнительной энергией, после чего присоединили их к определенным участкам РНК. Важно, что процесс происходил в воде, без ферментов и при мягких условиях.
Ключом оказались тиоэстеры - молекулы, образованные из тиолов, которые и сегодня играют важную роль в клеточном метаболизме. Они устойчивы в воде и легко участвуют в реакциях.
Ранее было известно, что до появления полноценных живых организмов мог образовываться пантетеин - активная часть коэнзима А, который формирует тиоэстеры в современных клетках. Новая работа связывает эту "серную химию" с возможностью РНК присоединять аминокислоты. Таким образом возникает мостик между первичным метаболизмом и носителями генетической информации.
В ходе экспериментов исследователи обнаружили двухступенчатый процесс, во время которого аминокислоты, "прикрепленные" к РНК, могли образовывать первые белкоподобные структуры.
И важно, что этот эксперимент происходил в условиях, которые теоретически существовали в водоемах на первобытной Земле.
В современных клетках белки синтезирует рибосома - сложная машина из РНК и белков. Но новая химия показывает, что РНК могла взаимодействовать с аминокислотами еще до появления белковых катализаторов.
Метафорически выражаясь, в данном эксперимент учёные обошли парадокс о "курице и яйце" и показали, как первое "яйцо" появилось на свет самостоятельно без "курицы", которая несёт такие "яйца" в современных условиях.
Другие новости из мира науки
Как писал УНИАН, новое исследование предложило решение двух важных проблем человечества - дефицита топлива и дефицита пресной воды. Потенциально можно создать технологию, которая будет давать топливо основным продуктом и пресную воду как побочный продукт производства.
Также мы рассказывали, что ученые проверили старые климатические прогнозы, которые были сделаны 30 лет назад. Оказалось, что эти прогнозы сбываются с невероятной точностью, хотя в свое время их считали едва ли не мистификацией.
