Главная Новости Жизнь на Земле появилась благодаря генетическому кодированию

Жизнь на Земле появилась благодаря РНК и пептидам

Почти четыре миллиарда лет назад Земля представляла собой бушующий вулкан, с оранжевым небом, зелеными морями и часто падающими метеоритами. Как же возникла жизнь в этой агрессивной среде?

Еще в 1871 году Чарльз Дарвин представил модель "теплого пруда" с химическими веществами в качестве отправной точки, - "первобытный суп", из которого эволюционировало все, напоминает Альтернативная наука.

В течение последующих 150 лет открытия в области генетики позволили ученым разработать более подробные теории, не всегда, правда, соответствующие классическому дарвинизму.

Наиболее широко принятая теория, получившая название "РНК-мир", заключается в том, что молекулы РНК вдруг начали самовоспроизводиться в этом супе, положив начало жизни на Земле. Другие строительные блоки жизни, такие, как белки и ДНК, появились позже.

Доктор Питер Уиллс, сотрудник факультета естественных наук Оклендского университета, не верит в такой гладкий эволюционный сценарий.

Он и его коллега, профессор Чарли Картер, специалист по происхождению жизни из Университета Северной Каролины-Чапел-Хилл в США, уже потратили годы на разработку своей альтернативной теории.

По их мнению, РНК, скорее всего, не могла воспроизводить себя. Лучше предположить, что РНК и пептиды - цепочки аминокислот, которые являются более простыми версиями белков - эволюционировали вместе, создавая первый генетический код.

Веские доказательства этой теории переписали бы учебники.

В апреле 2022 года доктор Уиллс совместно с NASA запустил проект по развитие теории эволюции посредством биоинформационных исследований и экспериментов. Ученые намерены выяснить, возможно ли появление жизни «в принципе» или мы имеем на примере Земли уникальное стечение обстоятельств.

Но не ждите доказательств.

"Эмпирически доказать происхождение генетического кодирования так же невозможно, как доказать физическое происхождение космоса", - говорит доктор Уиллс.

Жизнь на Земле возникла благодаря генетическому кодированию, РНК и пептидам - альтернативная теория

Теория ученых о том, что РНК и пептиды развивались вместе, частично основана на "структурной взаимодополняемости" между ними. Другими словами, РНК и пептиды настолько хорошо сочетаются друг с другом, что кажется маловероятным, что они развивались независимо друг от друга. Теперь ученый намерены выяснить, как этот дуэт мог стать самовоспроизводящимся.

Чтобы проверить свои теории о кодировании, ученые реконструировали предковые версии ферментов, аминоацил-тРНК-синтетазы (aaRS), а затем наблюдали, как примитивные белки ведут себя в лабораторных условиях. Идея заключается в том, что пара этих белков могла быть первым, примитивным генетическими кодером.

"Мы создаем молекулы, которые, по нашему мнению, являются четырехмиллиарднолетними предками наших собственных ферментов, и исследуем, выполняют ли они свои задачи по кодированию, даже если они намного медленнее, чем современные, эволюционировавшие ферменты", - поясняет доктор Уиллс.

Молекулы измеряются в масштабе нанометра, миллиардной доли метра.

 

Уиллс занимается вычислениями и моделированием, например, строит родословные ферментов для реконструкции их предковых версий, угадывает наиболее вероятные последовательности современных генов.

Его коллега профессор Картер проводит эксперименты в лаборатории, химически создавая "предковые" молекулы и проверяя, как они себя ведут.

Два различных класса ферментов, кодирующих aaRS, встречаются во всех организмах - от бактерий до грибов и млекопитающих - даже после четырех миллиардов лет эволюции.

"Это инь-янь - реликты первых ферментов, которые использовали кодирование для совместного поддержания различных структур и функций", - поясняет Уиллс.