Ученые: жизнь на Земле появилась благодаря РНК и белкам

Первые органические клетки, возникшие в теплом океане нашей планеты, имели РНК и специальные белки. Такой состав клетки не позволял собрать данные молекулы сложнейшего типа. Статья на эту тему приводится в издании Proceedings of the National Academy of Sciences.

Американские ученые считают, что первые органические клетки на Земле в своем составе содержали не только рибонуклеиновую кислоту (РНК), а и белки. Чарльз Картер из Университета Северной Каролины заявил, что, по мнению ученых, жизнь на ранней Земле состояла из белков и РНК, а не только из РНК. Исследователи полагают, что РНК не в состоянии были действовать в одиночку, им помогал белковый фермент, способствовавший РНК правильно читать генетическую информацию во время синтеза белков. А еще несколько лет назад ученые всего научного мира были убеждены, что первые живые организмы, появившиеся на Земле, не имели ДНК. Вместо этого они содержали РНК и белки, которые впоследствии заняли центральное положение в организме, управляя практически всеми процессами, происходящими в организме.

Следом за этим появились ДНК, которые преобразовались в хранителей информации. Данную теорию описал в своих работах Чарльз Картер. Новые же исследования указали на совершенно иной ход развития событий.

После открытия новых фактов группа ученых из США начала предпринимать попытки воссоздания в лабораторных условиях процесса зарождения жизни. С этой целью специалисты проводили эксперименты с РНК. Результатом этой работы стало понимание того, что белки проявляют нестабильность.

В ходе эксперимента стало ясно, что белки сворачиваются по одному принципу, что в теплой воде, что при 100^оС, а это дает все основания предполагать возможность их существования в горячих водах первичного океана Земли. Спустя какое-то время процессами в клетках стали управлять белки, а функции банка генетической информации приняла на себя ДНК. В этом заключался важнейший шаг вперед, к началу использования уже сложных трехмерных белковых структур, после чего жизнь на Земле приобрела существующий нынче вид. Такой результат говорит о возможности существования белков в горячем океане юной Земли.

Ученые нашли подтверждение этой теории в транспортных молекулах РНК, доставляющих аминокислоты к центральной точке сборки белков в клетке. Выяснилось, что РНК имеет две системы отбора необходимых аминокислот: первая отбирает подходящий размер их молекул, вторая – отбирает аминокислоты, хорошо отталкивающие воду. Наличие двух таких систем свидетельствует о том, что эволюция белков при зарождении жизни происходила в два этапа.

Авторы исследования считают, что они нашли то самое «недостающее звено», ставшее промежуточным этапом между формированием аминокислот из первичных химических элементов и сложением из них сложных РНК. Сам процесс образования белковых молекул по сравнению с образованием РНК достаточно прост, а его реалистичность была доказана Вульфенденом на примере исследования 20 разных аминокислот.

Рибонуклеиновой кислотой называется одна из трех основных макромолекул, где две другие – ДНК и белки, содержащиеся в органических клетках всех живых организмов. Как и ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота), в РНК имеется длинная цепь, в которой звенья носят названия нуклеотидов. Каждый такой нуклеотид имеет основание из азота, сахар рибозы и фосфатную группу. Последовательность нуклеотидов дает возможность РНК кодировать генетическую информацию. РНК используется всеми клеточными организмами для программирования синтеза белков.