Химики показали, как РНК могла начать создавать белки на ранней Земле

Большой призматический источник, крупнейший горячий источник в национальном парке Йеллоустоун в США. Автор: Frank Kovalchek

Химики из Университетского колледжа Лондона продемонстрировали, как два фундаментальных компонента биологии — РНК (рибонуклеиновая кислота) и аминокислоты — могли спонтанно соединиться в начале жизни четыре миллиарда лет назад.

Аминокислоты являются строительными блоками белков, «рабочих лошадок» жизни, необходимых практически для каждого живого процесса. Но белки не могут реплицироваться или производить себя — они требуют инструкций. Эти инструкции предоставляет РНК, близкий химический родственник ДНК.

В новом исследовании, опубликованном в Nature, ученые химически связали аминокислоты жизни с РНК в условиях, которые могли существовать на ранней Земле — достижение, которое ускользало от ученых с начала 1970-х годов.

«Жизнь полагается на способность синтезировать белки — они являются ключевыми функциональными молекулами жизни. Понимание происхождения синтеза белка фундаментально для понимания того, откуда появилась жизнь», — сказал старший автор исследования профессор Мэтью Поунер.

Исследователи вдохновились биологией, используя более мягкий метод преобразования аминокислот жизни в реактивную форму. Эта активация включала тиоэфир, высокоэнергетическое химическое соединение, важное во многих биохимических процессах жизни.

«Наше исследование объединяет две ключевые теории происхождения жизни — „мир РНК“, где самовоспроизводящаяся РНК предлагается как фундаментальная, и „мир тиоэфиров“, в котором тиоэфиры рассматриваются как источник энергии для самых ранних форм жизни», — добавил профессор Поунер.

Следующим шагом, по словам исследователей, является установление того, как последовательности РНК могли бы предпочтительно связываться с определенными аминокислотами, чтобы РНК могла начать кодировать инструкции для синтеза белка — происхождение генетического кода.

Реакции, продемонстрированные в исследовании, могли правдоподобно происходить в водоемах или озерах на ранней Земле, но не в океанах, где концентрации химических веществ были бы слишком разбавленными.