Неэгоистичные молекулы могли помочь зарождению генетического материала жизни

Учёные из Технологического института Джорджии обнаружили, что небольшие молекулы могли действовать как "молекулярные акушерки" в процессе формирования длинных цепей строительных блоков генетического материала жизни. Они также могли помочь в отборе пар оснований двойной спирали ДНК. Исследование опубликовано в онлайн-версии Proceedings of the National Academy of Sciences с 8 марта 2010 года.

Гипотеза молекулярных акушерок

Гипотеза учёных заключается в том, что до появления белковых ферментов, создающих ДНК и РНК, на добиотической Земле присутствовали малые молекулы, которые способствовали сборке этих полимеров. "Мы обнаружили, что молекула этидия может помогать коротким олигонуклеотидам формировать длинные полимеры, а также может выбирать структуру пар оснований, которые удерживают вместе две цепи ДНК", — пояснил профессор Николас В. Хад.

Решение проблемы циклизации цепи

Одна из главных проблем формирования полимера — циклизация цепи: растущие концы цепи часто реагируют друг с другом, вместо того чтобы образовывать более длинные цепи. Команда Худа обнаружила, что молекула-интеркалятор, связывающаяся между соседними парами оснований ДНК, может соединять короткие фрагменты ДНК и РНК таким образом, что это помогает создавать гораздо более длинные молекулы. "Если присутствует интеркалятор, вы можете получить полимеры. Без интеркалятора это не работает, всё просто", — заявил Хад.

Влияние на выбор пар оснований

Исследователи также проверили, какое влияние молекула-акушерка могла оказать на создание уотсон-криковских пар оснований ДНК (A с T, и G с C). Оказалось, что используемая молекула-акушерка может определять структуру спаривания оснований в формирующихся полимерах. Этидий наиболее способствовал образованию полимеров с уотсон-криковскими парами оснований. Другая молекула, aza3, приводила к образованию полимеров, в которых каждое основание A было спарено с другим A.

Поиск первоначальной молекулы

"Мы не утверждаем, что этидий был первоначальной акушеркой, но мы показали, что принцип работы малой молекулы в качестве акушерки является обоснованным. В нашей лаборатории мы теперь ищем молекулу, которая могла помочь создать первые генетические полимеры — своего рода "неэгоистичную" молекулу, которая не была частью первых генетических полимеров, но была критически важна для их формирования", — сказал Хад.