Вчені довели, що все живе виникло спонтанно

Відео: Як Виникла Життя на нашій планеті

Вченим з Кембриджського університету вдалося отримати нові свідоцтва, які доводять гіпотезу РНК-світу. Як було встановлено, амінокислотні ланцюжки невеликих розмірів при з`єднанні з РНК, сприяють поліпшенню їх каталітичних властивостей, дозволяючи їм бути менш залежними від токсичних іонів. А це є необхідною умовою формування перших клітин.

Гіпотеза РНК-світу говорить про те, що життя на планеті виникло з біологічної системи, яка не мала білкових молекул і ДНК. До складу її входили комплекси РНК, які були здатні не тільки зберігати генетичну інформацію, а й каталізувати хімічні реакції (в такому випадку вони називалися рибозимами). Простіше кажучи, в собі вони поєднували функції ферментів і ДНК. Пізніше з`єднання РНК з ДНК і пептидами послужило основою для виникнення одноклітинних організмів. Вчені, в той же час, задаються питанням: в чому полягала вигода від взаємодії між білками і РНК-світом?

Прийнято вважати, що рибозими, які називають РНК-полімерази, становили основу населення РНК-світу. Це були реплікатори - тобто, об`єкти, які мали здатність до самовідтворення. Ресурсами для нього були нуклеотиди в первинному бульйоні. Спочатку рибозими копіювали себе з великими труднощами, в силу слабкого розвитку їх каталітичних здібностей. Відбувалося безліч помилок, в результаті яких утворювалося чимало Рибозим з мутаціями. Подібні зміни могли позбавити здатності до каталізу РНК-полімерази, хоча в деяких випадках ця особливість поліпшувалася. Згодом рибозими придбали здатність все точніше і швидше відтворюватися, стаючи більш численними і виграючи в конкурентній боротьбі за ресурси.

Таким чином, рибозими були первинними геномами, тому як зберігали в собі генетичні дані щодо своєї власної послідовності. Пізніше рибозими утворювали всередині частинок, які були утворені ліпідними мембранами, осередки, які згодом привели до утворення першої протоклітини. Вчені в даний час навчилися виводити аналоги РНК-полимеразного рабозіма, які каталізують освіту інших рибозимов, і навіть копіювати невеликі послідовності рибонуклеотидов. У той же час, отримати Рибозим-реплікатор вчені до цього часу не можуть.

Існує і ще одна проблема: рибозими, які синтезовані лабораторних умовах, активні виключно за наявності високих концентрацій іонів магнію, що руйнують ліпідні мембрани. Іншими словами, мова йде про фундаментальну несумісність між РНК-полімерази і процесами освіти протоклеток.

Певною мірою рятує ситуацію та обставина, що молекули РНК не були ізольовані від безлічі інших хімічних сполук, зокрема, пептидів. Рибозими могли взаємодіяти з амінокислотними послідовностями, що надавало певний вплив на їх функції. Доказом тому може служити, зокрема, те, що активність рибозимов-сплайсосома, які вирізають з созревающей матричної РНК інтрони, рибосом, які беруть участь в синтезі білків, а також рибонуклеази Р, яка каталізує деградацію РНК, залежить від родинних білків. Згідно з результатами досліджень, частина білків, які зв`язуються з рибозимами, викликають певні зміни в їх функціях і вторинної структурі. Так, зокрема, у випадку з Рибонуклеазу Р білки мають здатність знижувати концентрацію іонів магнію, яка необхідна для їх активності. Беручи це до уваги, вчені вирішили встановити, чи могли пептиди вплинути на функції РНК-полімеразної рибозимов, зменшивши їх залежність від магнію.

Для відповіді на це питання потрібно взяти не будь-які білки, а тільки ті з них, які коли-небудь взаємодіяли з рибозимами РНК-світу. Дослідники за основу взяли структуру рибосом, які представляють собою молекулярний релікт. Отримані результати доводять, що в своєму сучасному вигляді рибосоми були вже у загального предка всіх сучасних форм життя.

Вся еволюція рибосоми, яка утворена рибонуклеїнова кислота, білками і іонами, записана в її будові. Зокрема, основа великої рибосомной субодиниці збагачена іонами магнію. Поступово, з утворенням додаткових модулів, іони замінялися пептидами. За словами вчених, зв`язок між амінокислотними ланцюжками і рибозимами є відображенням історії еволюції РНК-світу і його переходу до РНК-пептидного світу. З цієї причини дослідники і провели аналіз дії пептидів з рибосом, що вважаються найбільш древніми білковими послідовностями на планеті.

Відео: Російські Вчені доказали, Що Земля Плоска. Flat Earth

Дослідникам вдалося визначити чимало пептидів з двох субодиниць рибосоми однієї з безлічі бактерій, які посилювали активність РНК-полимеразного рибозима Z, що копіює РНК-молекули.

Найбільш значний вплив мала аминокислотная ланцюжок з десяти молекул лізину - лізінових гомополімерний декапептид К10. Він утворював пептидно-рібозімний комплекс, підтримуючи при низьких концентраціях іонів магнію функції рибозима. На підставі цього дослідники припустили, що подібне обумовлено стабілізацією в каталітичному циклі проміжних речовин.

Відео: Шокуючі висновки вчених. Все живе не раз було «стерто» з нашої планети І заново з`являлося знову

З метою перевірити, чи міг цей пептид сприяти активності всередині мембранного ділянки, вчені провели дослідження. Вони отримали стабільні бульбашки, які складалися з діацілгліцеріновв і фосфоліпідів, всередину яких впроваджували РНК. При наявності амінокислотноїпослідовності К10 і при безпечної для мембрани концентрації іонів магнію 10 миллимоль відбувався синтез РНК, який каталізувала рибозімом. При відсутності іонів магнію синтез не відбувається.

За словами вчених, це може свідчити про те, що пептиди дозволяють рібозімамі при низьких концентраціях токсичних іонів здійснювати каталітичну активність. Залежність РНК-полімерази від неорганічних молекул в кінцевому підсумку зменшилася, що вплинуло на їх розвиток і, як результат, на розвиток клітин.