В моей новой книге не обошлось без обсуждения фундаментальных вопросов, включая происхождение Вселенной и происхождение жизни. Не знаю, насколько вам интересны это темы?
А если скажу вам, что наш самый первый предок мог быть просто молекулой? Молекулой РНК). По одной из доминирующий сегодня версии, жизнь на нашей планете началась с молекулы РНК. Так называемая гипотеза «РНК мира».
Почему РНК, а не ДНК?
Мы привыкли, что все самое важное связано с ней, РНК до недавнего времени была в тени. Но времена меняются)
РНК похожа на ДНК по химическому составу и принципу комплементарности. Но на этом сходство заканчивается. Их «характеры» тоже кардинально различаются. ДНК — это знаменитая двойная спираль, прочная и стабильная, РНК — чаще одиночная цепь. Благодаря этому она может сворачиваться в причудливые структуры: шпильки, петли и другие формы, которые определяют её многообразные функции.
Если ДНК — это хранитель информации, неприкосновенный архив инструкций, то РНК менее стабильна, более изменчива и невероятно многозадачна. РНК в клетке выполняет десятки ролей. Она не просто переносит информацию от ДНК к месту сборки белка (это делает матричная РНК). Некоторые РНК помогают расшифровать генетический код (транспортные РНК), другие — входят в структуру рибосом, «фабрик» по производству белков (рибосомальные РНК).
А за последние десятилетия учёные открыли целую вселенную регуляторных РНК: микроРНК, мяРНК, lncRNA и др. Они не кодируют белки, а тонко управляют работой генов, «включая» и «выключая» их.
Удивительное свойство молекулы РНК
Но самое удивительное свойство РНК в том, что она сочетает функции двух главных классов молекул: несёт информацию, как ДНК, и ускоряет реакции, как белки.
Мы привыкли, что все ключевые процессы в клетке катализируют белковые ферменты (энзимы). Но оказалось, что и РНК на это способна! Такие молекулы были открыты в 80х годах и были назвали рибозимами (от слов «рибонуклеиновая кислота» и «энзим»). Рибозимы получают не только в экспериментальных условиях, но они есть в клетках живых организмов, в том числе и наших.
Именно это двойное свойство — быть и кодом, и ферментом — делает РНК уникальным претендентом на роль первой единицы биологической эволюции.
Следы начала эволюции
Был поставлено уже несколько сильных эксперимент. В лабораторных условиях, имитирующих среду ранней Земли удалось показать, как одна молекула РНК может катализировать сборку другой, используя её в качестве матрицы. Одна молекула работала как фермент, а другая — как инструкция. Фактически, ученые наблюдали за размножением молекул.
Существует и альтернативный сценарий — неферментативная репликация, который активно развивает, например, российский биолог Александр Марков. Согласно ему, при определённых условиях и в присутствии «строительных блоков», вторая цепочка РНК может собираться на матрице первой самопроизвольно, без помощи рибозимов. В экспериментальных условиях этот процесс идёт медленно и с ошибками, но он возможен.
Так или иначе, именно с момента, когда первые РНК начали самокопироваться, начался великий путь эволюции. Очень может быть, что эти первые «репликаторы» и были нашими самыми далёкими предками! ©
Как вам такое?
Источники:
Никитин Михаил "Происхождение жизни. От туманности до клетки".
Сергей Ястребов "От атомов к древу. Введение в современную науку о жизни".
эксперименты
https://www.nature.com/articles/s41557-025-01830-y https://www.pnas.org/doi/full/10.1073/pnas.1914282117