По словам ученых в Англии, Шотландии и Польше, ДНК и РНК — две основные современные формы генетического кода, лежащие в основе всей земной биологии — могли бы существовать в строгих парных отношениях на нашей планете еще до того, как здесь возникла жизнь. Команда исследователей обнаружила, что из четырех основ, которые были последовательно сделаны их экспериментами, две находились в форме, обнаруженной в ДНК, тогда как две другие были в виде РНК. Подробности исследования публикует Nature.
Исследование, проведенное Джоном Сазерлендом и его коллегами, еще больше подрывает гипотезу мира РНК. Эта идея, долгое время являвшаяся одной из самых выдающихся в исследованиях происхождения жизни, утверждает, что РНК сформировала основу биосферы Земли задолго до появления ДНК и других молекул, важных для жизни. Тем не менее, на сегодняшний день не найдено достаточных данных о химических путях создания РНК-эксклюзивной системы.
«Люди склонны считать РНК родителем ДНК. Наше исследование предполагает, что они являются молекулярными братьями и сестрами»
Джон Сазерленд, химик
Главным недостатком мировой идеи РНК была трудность создания рибозы в условиях, которые, вероятно, существовали на ранней Земле, а затем ее соединение с остальными молекулами. Поэтому Сазерленд и его коллеги искали более вероятные способы получения рибозных сахаров и рибонуклеозидов, составных РНК.
Используя химическую систему на основе цианистого водорода, предназначенную для имитации условий в ранней истории Земли, исследователи создали четыре основы — молекулярные «буквы» генетического алфавита. Связанные вместе, эти основания образуют генные последовательности, которые клетки переводят в белки.
Исследователи пошли дальше: они показали, что рибонуклеозиды, цитидин и уридин, могут превращаться в дезоксирибозу, нуклеозид и дезоксиаденозин. Сейчас ученые добились еще больших успехов. Они смешали некоторые промежуточные молекулы из предыдущих исследований команды с солями — нитритом натрия и хлоридом магния. Именно они могли быть распространены на первичной Земле. Позже исследователи подвергли их кислотным условиям и нагреву. Посредством этих шагов ученые нашли два возможных пути добавления четвертого основания, менее распространенного нуклеозида инозина, к их существующей коллекции. Этого было достаточно, чтобы создать четырехбуквенный генетический алфавит, в котором каждое основание в цепочке будет соединяться исключительно с одной из трех других букв во второй цепочке.
«Люди склонны думать о том, что РНК предшествует ДНК и каким-то образом захватывается. Для меня это говорит о том, что возможно, что у вас мог бы быть гибрид РНК-ДНК, который мог бы привести к образованию двух отдельных молекул»
Джон Сазерленд, химик
Пока команда Сазерленда еще не собрала отдельные нуклеозиды и рибонуклеозиды в более длинные цепи. Демонстрация, того, как гибридные нити действительно могут образовываться и связываться с нитью партнера, крайне важна для продвижения идеи без обвинений в спекуляции.
Тем не менее, Сазерленд твердо поддерживает работу своей команды по созданию химических маршрутов к строительным блокам жизни.