http://bioevolution.110mb.com/index.php/ru/the-news/85-rna-and-early-life

РНК и возникновение жизни на земле

Впервые была создана система спаренных молекул РНК, каждая из которых могла собрать другую в среде, содержащую олигонуклеотиды, причем перекрестное воспроизведение молекул может продолжаться неограниченное время. В 70-х годах 20-го века нобелевский лауреат химик Манфред Эйген (Manfred Eigen) и биофизик Питер Шустер (Peter Schuster) предположили, что "гиперциклы" – системы ферментов, реплицирующие друг друга, - могли дать начало самоподдерживающимся популяциям первых форм жизни на земле (1). Одним из потенциальных самореплицирующихся комплексов макромолекул могут быть комплексы молекул РНК (2). Предполагается, что на самых ранних этапах эволюции жизни на земле РНК использовалась как для хранения наследственной информации о собственной структуре, так и для катализирования химических реакций, необходимых для самовоспроизводства макромолекул.

В сообщении, опубликованном в журнале Science 8 января 2009 г, приводятся результаты экспериментов, в которых удалось создать систему матричного синтеза из двух ферментов РНК, катализирующих синтез друг друга из набора четырех олигонуклеотидов. Данные взаимореплицирущие РНК способны к независимой экспоненциальной амплификации в отсутствие белков или каких либо других биологических материалов. Амплификация происходила с временем удвоения равным приблизительно одному часу, и могла продолжаться бесконечно. Авторы публикации, Т.А.Линкольн (Tracey A. Lincoln) и Г.Ф.Джойс (Gerald F. Joyce) сообщают о том, что им также удалось создать популяцию различных кроссрепликантов, вступивших в конкуренцию за общий субстрат. Поскольку в ходе воспроизведения молекул возникали ошибки, исходные пары взаимореплицирующих РНК изменились. В результате возник "рекомбинантный" репликантрый комплекс РНК, победивший исходные пары молекул в конкуренции за субстрат.

По мнению исследователей, подобные реплицирующиеся РНК могут служить экспериментальной моделью генетических систем. Можно построить множество таких модельных систем с целью тестирования селективных последствий для различных сконструированных генетических комплексов, отличающихся определенным набором свойств.

Хотя сами авторы данного сообщения не склонны однозначно утверждать, что возникновение жизни на земле шло таким способом, многие ученые расценивают результаты этих экспериментов, как переломный момент в попытках понять процессы в конечном итоге приведших к возникновению жизни на земле.

Использованы материалы

Nature News

Список цитированной литературы.

1. М.Эйген, П.Шустер. Гиперцикл. Принципы самоорганизации макромолекул, "Мир", М., 1982 [Eigen, M. & Schuster, P. The Hypercycle: A Principle of Natural Self-Organization (Springer, 1979)].

2. Gilbert, W. Nature 319, 618 (1986)