Ученые из Университетского колледжа Лондона приблизились к разгадке тайны, как около 4 млрд лет назад на Земле зародилась жизнь. Они описали химическую реакцию, которая могла стать недостающим звеном между простыми молекулами и первыми белками. Исследователи впервые показали, что аминокислоты — строительные блоки белков — способны самопроизвольно связываться с РНК (рибонуклеиновой кислотой) в условиях, похожих на раннюю Землю.
РНК сегодня есть у всех живых организмов: она передает генетическую информацию и управляет сборкой белков из аминокислот. Но оставалось неясным, как эти две молекулы — РНК и аминокислоты — когда-то встретились и начали взаимодействовать. Этот процесс, называемый аминоацилированием, десятилетиями оставался неуловимым для химиков, пытавшихся воссоздать его в лаборатории.
Ученые под руководством профессора Мэтью Паунера добавили к аминокислотам серосодержащую группу — тиоэстер, считавшийся вероятным источником энергии на ранней Земле. В воде с нейтральным pH активированные аминокислоты неожиданно и избирательно присоединились к РНК. Более того, сама структура РНК направляла их в нужное место цепочки — туда, где в современных клетках начинается синтез белков.
Таким образом исследователям удалось объединить две конкурирующие гипотезы происхождения жизни. «Мир РНК», где ключевую роль играла самовоспроизводящаяся РНК, и «мир тиоэстеров», в котором именно эти молекулы обеспечивали энергию. Вместе они складываются в более цельную картину ранней биохимии.
Ранее подобные попытки заканчивались провалом: аминокислоты либо реагировали друг с другом, либо активаторы разрушались в воде. Теперь же показано, что реакция могла идти стабильно в древних озерах или болотах.
Теперь авторы исследуют, как РНК могла выбирать определенные аминокислоты и формировать генетический код. Однажды ученые смогут собирать из простых молекул структуры, способные к самовоспроизведению. Это станет настоящим прорывом в понимании происхождения жизни.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, как эволюция разнообразила виды: открытия в «древе жизни».
