Мир РНК: первый шаг
Получено экспериментальное подтверждение гипотезы РНК-мира
Дмитрий Сафин, «Компьюлента»
Группе ученых из Манчестерского университета (Англия) удалось синтезировать рибонуклеотид (соединение, необходимое для образования РНК) во внешних условиях, сопоставимых с условиями первобытной Земли, и на основе молекул, с высокой вероятностью находившихся в первичном бульоне.
Сторонники гипотезы РНК-мира считают, что на начальном этапе зарождения жизни на нашей планете возникли автономные РНК-системы, которые катализировали «метаболические» реакции (например, синтеза новых рибонуклеотидов) и самовоспроизводились. Накопление случайных мутаций должно было привести к появлению РНК, катализирующих синтез более «эффективных» молекул, вследствие чего эти мутации закреплялись в ходе естественного отбора. В процессе дальнейшей эволюции, как утверждается, и возникла современная белковая жизнь.
К сожалению, эта стройная гипотеза имеет свои недостатки. Ее противники указывали на то, что формирование рибонуклеотидов, при полимеризации которых образуется РНК, «традиционным» образом — из остатка фосфорной кислоты, сахара рибозы и азотистого основания — едва ли могло произойти в естественных условиях.
Английские исследователи доказали, что синтез рибонуклеотидов можно провести и другим путем, без участия рибозы и оснований. Для осуществления реакции, предложенной учеными, требуются цианамид (на схеме обозначен цифрой 4), цианоацетилен (3), гликолевый альдегид (7), глицеральдегид (6) и неорганический фосфат (2) — молекулы, нахождение которых на первобытной Земле оценивается как весьма вероятное. (На схеме синтеза рибонуклеотида зелеными стрелками показан описываемый процесс, синими — предыдущий вариант, ход которого прерывался на обозначенной красным крестом стадии.)
В начале процесса гликолевый альдегид реагирует с цианамидом, образуя промежуточное соединение — 2-аминооксазол (5). Периодический нагрев солнечными лучами и понижение температуры в ночной период позволяют произвести очистку 2-аминооксазола, превращая его в «заменитель» сахара и азотистого основания. Под воздействием УФ-излучения в присутствии неорганического фосфата процесс завершается образованием рибонуклеотида (1).
Коллеги ученых по достоинству оценили результаты их работы. «Это исследование может считаться одним из основных достижений химии предбиологической стадии развития Земли», — отметил американский специалист Джек Состак (Jack Szostak).
Полная версия отчета ученых опубликована в журнале Nature.
Подготовлено по материалам Physorg.
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru/
15.05.2009