Новые данные бросают вызов представлениям о происхождении жизни
Новое исследование биохимика Чарльза Картера предлагает альтернативу популярной гипотезе "мира РНК" о зарождении жизни.
Проблема гипотезы "мира РНК"
Согласно этой гипотезе, рибонуклеиновая кислота (РНК) была первой самовоспроизводящейся молекулой, способной и хранить информацию, и катализировать реакции (рибозимы). Однако расчеты показывают, что случайная эволюция молекул РНК до современного уровня сложности заняла бы времени больше, чем возраст Вселенной. Учитывая возраст Земли в 4.5 миллиарда лет, этой гипотезе не хватает времени для объяснения наблюдаемого биологического разнообразия.
Эксперимент с "молекулярными ископаемыми"
Команда Картера изучила два суперсемейства современных ферментов, переводящих генетический код. Ученые обнаружили, что у всех этих ферментов есть практически идентичные "ядра". Они выделили эти ядра, создав простейшие ферменты-предки — урзимы (от немецкого Ur — "первоначальный").
Эксперименты показали, что синтезированные урзимы обладают значительной биохимической активностью и эффективно ускоряют ключевые реакции для трансляции генетического кода.
Сценарий "мира пептидов и РНК"
Полученные данные свидетельствуют, что высокоактивные белковые ферменты (урзимы) существовали уже на ранних этапах зарождения жизни, еще до появления организмов. Эти урзимы, в свою очередь, могли эволюционировать из еще более простых предков — коротких пептидов.
Это поддерживает сценарий "мира пептидов и РНК", в котором:
- РНК хранила инструкции для жизни.
- Пептиды ускоряли ключевые химические реакции для выполнения этих инструкций.
Исследование оставляет открытым вопрос о механизме репликации этих примитивных систем. Картер продолжает работу, изучая полимеразы — ферменты, собирающие молекулу РНК, — в поисках соответствующего урзима.