Международная команда исследователей сделала важный шаг к пониманию того, как более четырех миллиардов лет назад впервые соединились РНК и аминокислоты — два ключевых компонента жизни. Результаты работы опубликованы в журнале BBC Science Focus.
Белки, состоящие из цепочек аминокислот, выполняют множество функций в организме, но не способны передавать инструкции по своему синтезу. Эти функции выполняет РНК, которая в современных клетках служит передатчиком и переводчиком генетической информации. Главная загадка биологии заключалась в том, как эти две разные молекулы впервые взаимодействовали, запустив процесс появления генетического кода и жизни.
Ранее попытки воспроизвести эти химические реакции в лаборатории сталкивались с проблемами: аминокислоты чаще реагировали друг с другом, а не с РНК, а нестабильные условия воды нарушали реакции.
Исследователи под руководством профессора Мэтью Паунера нашли обходной путь: присоединив аминокислоты к серосодержащей химической группе — тиоэфиру, они обнаружили, что молекулы спонтанно и избирательно реагируют с РНК. Естественная структура РНК направляет аминокислоты точно на конец цепи, где они необходимы для синтеза белка.
Ученые полагают, что эти реакции могли происходить в богатых питательными веществами водоемах, таких как пруды и озера, которые служили бы идеальным «плавильным котлом» для ранних процессов жизни. Работа также объединяет две известные гипотезы: «мир РНК» и «мир тиоэфиров», объясняющие ранний метаболизм и передачу информации.
Следующим шагом для Паунера станет изучение происхождения универсального генетического кода, что позволит экспериментально моделировать первичные клетки, способные эволюционировать, и раскрыть принципы организации жизни на Земле.