Въпросът „Как е възникнал животът на Земята?“, продължава да очарова учените, но не е лесно да се надникне милиарди години назад. Сега нарастват доказателствата за относително нова хипотеза за това, как е започнал животът: с много точна комбинация от РНК и ДНК.
РНК и ДНК определят генетичния състав на целия биологичен живот, като ДНК действа като генетичен план, а РНК като четец или декодер на плана. Дълго време се смяташе, че РНК се е развила първо на Земята, а ДНК еволюира след това – но все повече доказателства предполагат, че те може да са се появили по едно и също време и заедно да са участвали в стартирането на живота на планетата.
Последното проучване, подкрепящо тази идея, обяснява как простото съединение диамидофосфат (DAP) – което може да е предшествало живота на Земята – може да свърже заедно ДНК градивни елементи, наречени дезоксинуклеозиди, в основни вериги на ДНК.
„Това откритие е важна стъпка към разработването на подробен химичен модел за това, как са възникнали първите форми на живот на Земята“, казва химикът Раманараянан Кришнамурти от Scripps Research в Калифорния.
Констатациите добавят вяра към идеята, че както ДНК, така и РНК са се развили заедно от един и същи вид химични реакции в началото на живота на нашата планета и че първите самовъзпроизвеждащи се молекули може да са смеси от двете нуклеинови киселини – не само РНК, както се предполага в по-утвърдената хипотеза за „ света на РНК “.
Един от големите проблеми с идеята, че само РНК е породила живот на Земята е, как РНК е успяла да премине през необходимия процес на самовъзпроизвеждане.
От това, което знаем досега, изглежда, че РНК е имала някаква помощна ръка в инженерния живот – а последните експерименти показват, че ДНК може и да е била тази „помощна ръка“, създавайки „химерни“ молекулни вериги, които могат да се отделят по-лесно, отколкото само РНК.
Поредицата от лабораторни тестове, проведени от изследователите, симулират какво може да се е случило преди началото на живота на Земята и показват как DAP е можело да формира основна ДНК по същия начин, по който РНК може да се събере от химически градивни блокове.
„За наше учудване установихме, че използването на DAP за реакция с дезоксинуклеозиди работи по-добре, когато деоксинуклеозидите не са еднакви, а вместо това представляват комбинации от различни ДНК букви като A и T или G и C, като реална ДНК“, казва химичния биолог Еди Хименес, от Scripps Research.
Може би никога няма да разберем със сигурност дали ДНК е помогнала на РНК да формира първите форми на живот на нашата планета, като се има предвид, че това се е случило преди милиарди години, но нашето разбиране за тези процеси продължава да се развива.
Изследването не е полезно само по отношение на това, как е свързано с произхода на живота – прозрението за връзката РНК-ДНК може да има цял набор от приложения в съвременната химия и биология.
„Сега, когато разбираме по-добре, как първоначалната химия е могла да направи първите РНК и ДНК, можем да започнем да го използваме върху смеси от рибонуклеозидни и дезоксинуклеозидни градивни елементи, за да видим какви химерни молекули се образуват – и дали те могат да се самовъзпроизвеждат и еволюират“ казва Кришнамурти.
Изследването е публикувано в Angewandte Chemie .
