Вчені з'ясували, як на Землі з'явилися перші форми життя

Те, як зародилося життя на Землі, продовжує зачаровувати вчених, але зазирнути на мільярди років тому у минуле непросто. Тепер з'являється дедалі більше свідчень щодо нової гіпотези у тому, як зародилося життя: з дуже точного поєднання РНК і ДНК. Дослідження було опубліковано в Angewandte Chemie.

І РНК, і ДНК визначають генетичний склад всього біологічного життя, причому ДНК діє як генетичний план, а РНК як зчитувач або декодер. Довгий час вважалося, що РНК спочатку розвинулася на Землі, а потім еволюціонувала ДНК, але з'являється все більше свідчень того, що вони могли з'явитися в той самий час і обидві були залучені до зародження життя на планеті.

Читайте також: Вчені виявили місце на Землі, де зародилися сучасні тварини та люди (Фото)

Дослідження 2021 року підтвердило цю ідею, пояснивши, як просте з'єднання диамидофосфат (DAP), яке, можливо, передувало життя Землі, може пов'язувати будівельні блоки ДНК, звані дезоксинуклеозидами, до основних ланцюгів ДНК.

"Це відкриття є важливим кроком на шляху до розробки докладної хімічної моделі того, як на Землі виникли перші форми життя", - сказав хімік Раманараянан Крішнамурті зі Scripps Research у Каліфорнії ще в січні 2021 року.

Отримані дані підтверджують ідею про те, що і ДНК, і РНК розвивалися разом в результаті одних і тих же хімічних реакцій на початку життя на нашій планеті, і що перші молекули, що самовідтворюються, могли бути сумішшю обох цих нуклеїнових кислот, а не тільки РНК, як припускає Найбільш усталена гіпотеза «світу РНК».

Одна з великих проблем з ідеєю про те, що тільки РНК породила життя на Землі, полягає в тому, як РНК змогла пройти необхідне самовідтворення — для розщеплення РНК зазвичай потрібні ферменти, які розвинулися після РНК.

З того, що ми знаємо досі, здається, що РНК простягла руку допомоги в інженерному житті — і останні експерименти показують, що ДНК могла бути нею, створюючи «химерні» молекулярні нитки, які можуть розділятися легше, ніж одна РНК.

Серія лабораторних тестів, проведених дослідниками, змоделювала те, що могло статися до зародження життя на Землі, і показала, як DAP міг формувати базову ДНК майже так, як РНК може збиратися з хімічних будівельних блоків.

«На наше здивування, ми виявили, що використання DAP для взаємодії з дезоксинуклеозидами працює краще, коли дезоксинуклеозиди не всі однакові, а натомість являють собою суміші різних букв ДНК, таких як A і T або G і C, як справжня ДНК», — сказав хімік-біолог Едді Хіменес із Scripps Research.

Можливо, ми ніколи не дізнаємося, чи допомогла ДНК РНК сформувати перші форми життя на нашій планеті, враховуючи, що це сталося мільярди років тому, але наше розуміння цих процесів продовжує розвиватися.

Дослідження корисне не лише з точки зору того, як воно пов'язане з походженням життя, але й розуміння взаємозв'язку РНК-ДНК може знайти безліч застосувань у сучасній хімії та біології.

«Тепер, коли ми краще розуміємо, як первинна хімія могла створити перші РНК та ДНК, ми можемо почати використовувати її на сумішах будівельних блоків рибонуклеозидів та дезоксинуклеозидів, щоб побачити, які химерні молекули утворюються – і чи можуть вони самовідтворюватись та розвиватися – сказав Крішнамурті.

Нагадаємо, в Україні створять єдину державну базу ДНК.

Фото: Ktsimage/iStock/Getty Images Plus

Читайте також: Вчені зібрали воєдино весь геном людини (Фото)