В начале была... рибонуклеиновая кислота
12.04.2011
Недавно ученые смогли создать рибонуклеиновую кислоту (РНК), способную создавать свою собственную копию. До этого никогда прежде этим молекулам не удавалось наладить свое собственное воспроизводство. Это открытие является первым экспериментальным доказательством весьма популярной теории о происхождении жизни, получившей название "мир РНК".
Из школьного курса биологии мы помним, что большинство важнейших процессов организма регулируется белками. Эти белки производятся самими клетками в том количестве, которое необходимо в конкретный момент времени (кстати, белки "извне" организм вообще не использует). Информация о том, как каково должно быть строение каждого белка записано в виде последовательности азотистых оснований (нуклеотидов) в определенных участках молекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК), хранящейся в ядре клетки. Именно эти участки неспециалисты называют генами (хотя это не совсем так, у гена, кроме информативной части, есть еще и "служебная", не несущая информации о строении белка). Прочитать же эту информацию, а тем более, создать на ее основе белок, весьма непросто.
ДНК обычно пребывает в форме двойной закрученной спирали, но именно в таком состоянии с нее ничего прочесть нельзя. Поэтому перед считыванием специальные белки расплетают ее (примерно так же, как парикмахер с помощью щипцов расплетает вьющиеся волосы), после чего другие белки снимают с гена копию. Но эта копия существует не в виде ДНК, а виде одноцепочечной молекулы РНК, последовательность нуклеотидов которой полностью повторяет таковую в гене.
Далее, после некоторых модификаций РНК-овый "чертеж белка" отправляется в "сборочный цех" — специальные клеточные органеллы, называемые рибосомами. Они расположены не в ядре, а за его пределами, в цитоплазме. В рибосомах этот "чертеж" сразу же пускают в производство — на основе сообщенной информации, заключенный в последовательности нуклеотидов начинается синтез белка из аминокислот (как мы помним, каждой аминокислоте соответствует кодон — группа из трех нуклеотидов). Как только синтез белка заканчивается, "чертеж" сразу же уничтожается, то есть разрезается специальными белками на отдельные нуклеотиды, которые затем переправляют обратно в ядро. При надобности потом из них соберут новую РНК.
Итак, белок отвечает за регуляцию всех процессов, а ДНК хранит информацию об их строении. При этом, как вы понимаете, одно вещество без другого не может — если нет ДНК, как клетка узнает о том, как собирать белки, а если нет белка, то наследственную информацию невозможно будет прочитать. В связи с этим те, кто занимается проблемой происхождения жизни, постоянно задавали себе один и тот же вопрос — что же в процессе эволюции появилось раньше, белок или ДНК?
Этот вопрос, аналогичный проблеме курицы и яйца, долгое время вообще не имел даже теоретического ответа. Более того, все эксперименты показали, что самосборка белка без участия ДНК (и РНК) практически невозможна. Точно также не происходит самопроизвольный синтез ДНК без участия специфических белков. Поэтому предположение о том, что белок и ДНК появились независимо, а потом вдруг встретились, подружились и стали вместе работать, увы, абсолютно неправдоподобно.
Однако в последнее время многие ученые считают, что в начале, когда в примитивных организмах еще не было ни ДНК, ни белков, их функции выполняла молекула РНК. Она являлась и хранителем информации, и регулятором всех важных процессов. При этом она могла сама себя копировать для того, что бы наследственная информация передавалась потомкам. Данная гипотеза получила название "мира РНК".
Что и говорить, гипотеза достаточно красивая, однако есть ли у нее какие-нибудь доказательства? Что касается каталитической активности РНК, то о ней было известно достаточно давно. Такие регуляторные РНК называют рибозимами. Хотя они достаточно редко встречаются в клетках, тем не менее, эти активные РНК очень важны для существования последних. Например, активная часть рибосомы, в которой собирается белок из аминокислот, является рибозимом. Именно он осуществляет сшивание отдельных аминокислот в белковую цепочку.
Однако может ли такой рибозим катализировать сборку своей собственной копии без помощи других веществ? Долгое время ученые пытались создать такую РНК искусственно. Результаты, как правило, были не очень-то обнадеживающие — долгое время эти молекулярные "Франкенштейны" могли воспроизвести лишь последовательность из 14 нуклеотидов (а ведь самая маленькая РНК вирусов содержит их несколько сотен). Кроме того, эти рибозимы оказались весьма капризными — они копировали далеко не все собственные последовательности, а лишь те, которые им по каким-то причинам нравились больше.
И вот недавно Филип Холлигер из Кембриджского университета (Великобритания) решил улучшить подобную РНК. Он и коллеги проверили тысячи вариантов различных рибозимов на способность к длительному копированию, потом отобрали несколько самых эффективных вариантов и создали из них "суперрибозим", который назвали tC19Z. После чего новое вещество было подвергнуто испытанию, в результате которого ему было предложено создать свою собственную копию.
В результате рибозиму удалось воспроизвести последовательность РНК, состоящую из 95 нуклеотидов. Несмотря на то, что какие-то последовательности он копировал лучше, какие-то — хуже, в целом tC19Z был куда менее "привередливым", чем его предшественники. Но что более важно — длина копируемых рибозимом кусков составляют почти половину его собственной длины.
Итак, впервые была получена молекула РНК, обладающая каталитической активностью, которая смогла достаточно точно скопировать саму себя примерно наполовину. Правда, для того, что бы окончательно доказать справедливость теории "мира РНК", то нужно получить фермент, способный воспроизвести себя полностью. Однако, судя по всему, подобное уже не за горами. А пока же сам факт того, что можно получить молекулу РНК хотя бы с половиной требуемой мощности, делает РНК-теорию о возникновении жизни на Земле всё более достоверной.
Согласно этой теории, первые РНК появились в результате самосборки (подобное, как показывают эксперименты, вполне возможно в бескислородных условиях), и были очень короткими. Они, обладая каталитической активностью, выполняли функции регуляторов всех процессов в первичных организмах, и, храня информацию о своем строении, могли создавать свои собственные копии, передававшиеся потомкам. Постепенно РНК становились более длинными, и, в какой-то момент смогли синтезировать более совершенные и универсальные регуляторы — белки. После чего уступили им часть своих обязанностей, оставив себе лишь почетное право хранить наследственную информацию (у некоторых современных вирусов РНК до сих пор занимается именно этим).
Далее, возможно в результате ошибок при копировании в некоторых потомках РНК одни вещества оказались заменены на другие (сахар рибоза — на дезоксирибозу, азотистое основание урацил — на похожий на него тимин). В результате появилось ДНК, которая, благодаря своей способности образовывать двойную спираль, оказалось лучшим хранителям наследственной информации (она более устойчива к мутациям, чем одноцепочечная РНК). Так РНК распростилась со своей другой исходной функцией, и, предав новому веществу все заботы о хранении наследственной информации, сохранилась лишь как посредник между ДНК и белком. В этой роли она пребывает и по сей день во всех живых клетках…
Антон Евсеев
http://www.pravda.ru/science/eureka/discoveries/12-04-2011/1073284-ribozim-1/
Последние аномальные новости

Будет ли повторение WOW-сигнала

Ванга предсказывала Украине неспокойные времена

Военные пилоты наблюдали полет армады НЛО

Гигантские бактерии обнаружены в карибских мангровых болотах

Два истребителя преследуют НЛО в штате Мэн

Живые камни, которые растут и двигаются

Журавль - птица из иных миров

ИИ DALL-E сгенерировала чудовище

ИИ Google - ребенок, который может делать плохие вещи

История о пастухе, который подружился с инопланетянином

Как во сне подключиться к информационному полю

Как гадать по спящему мужчине

Как могли образоваться первые биомолекулы

Когда миры криптозоологии пересекаются с заговорами

Космические события, которые могут уничтожить жизнь на Земле

Крик бигфута записали в Британской Колумбии

Лаванда в магии для чего используется

Марсоход составил карту распределения минералов

Могут ли продвинутые инопланетяне изменить законы физики

Нумерология любви, какие цифры сделают брак крепким

Пастор утверждает, что грядет конец света

Почему мы не можем вспомнить свое рождение

Преимущества безбрачия тибетских монахов

Пришельцы или высокотехнологичные самолеты

Разведка США отказывается публиковать информацию об НЛО

Разумный ИИ Google нанял юриста

Странные рассказы о подземных городах великанов

Таинственные 'бумы' в небе

Теперь Пентагон должен доказать, что НЛО из этого мира

Ученые помогают разгадать тайну нежданного астероида

Аппарат для наблюдения за водой Марса получит обновление

Бигфут улыбается на камеру

Военный эксперт раскрыл, для чего в США изучают НЛО

Главные тайны, которые не удалось разгадать историкам

Женщина вышла замуж за куклу и родила от нее

Женщина пошла в туалет и неожиданно родила

Загадочное атмосферное явление Стив над Новой Зеландией

Загадочные древние фигурки озадачили ученых

Загадочные исчезновения самолётов

Загадочные смерти. Групповые убийства и заговоры

Козленок с огромными ушами родился в Пакистане

Людей привезли на Землю инопланетяне

Майя построили пирамиду в качестве бомбоубежища

Марс неоднократно был пригоден для жизни

На снимке с кладбища запечатлен призрак женщины

НАСА работает над развитием космических ядерных технологий

Необычный оптический эффект в небе над Москвой

НЛО над поселком Глебовский

Обнаружили три гибнущие экзопланеты

Огромное поле таинственных круглых отверстий у Калифорнии

Океаны на экзопланетах могут быть обогащены электролитами

Первый в мире филе-миньон на растительной основе

Свидетельства о серьезном изменении климата Марса

Составили карту серы на ледяном водном мире Европы

Странные случаи, записанные, пока люди спали

Странный сотовый узор на Марсе

Треугольный НЛО замечен над Лас-Вегасом

Улан-удэнцы делятся байками о привидениях

Черный треугольник замечен над Флоридой

Эпический парад планет

Британский астронавт рассказал о НЛО

Гигантский питон найден во Флориде

Женщина узнала настоящий пол мужа через 10 месяцев брака

Загадочные формы жизни на Марсе

Земля будет темным и мрачным местом

Иван Купала, гадание на суженого в домашних условиях

Инопланетяне-потрошители уничтожат Землю

Как по линиям руки определить нужную валюту

Как сделать амулет из соли

Когда вы сможете загрузить свой мозг в компьютер

Криптозоология и религия объединяются

Круги на полях, магия и древняя тайна

Магические свойства цветов похожих на ромашки

Необычное подземелье с туннелями нашли на Кубани

НЛО и монстры Рендлшемского леса

Обезьяны ворвались в деревню, похитили младенца

От черных вертолетов до сверхъестественных вертолетов

Очень странные близкие встречи семьи с бигфутом

Пиранью выловили в Западной Сибири

Пророчества от Арины. Три дня тьмы и страданий

Расшифровано письмо одержимой монахини 17 века

Русалка, держащая в руке летающую тарелку

Семь загадок Солнечной системы

Следы снежного человека нашли на снегу

Странная история голосов проклятой деревни

Страшные предсказания ясновидящей Ванги

Таинственное событие 1561 года в Нюрнберге

Ученые планируют вернуть к жизни тилацина

Фэн-шуй прогноз на июль 2022 года

Человекоподобного робота Tesla покажут в сентябре

Болезнь выкрутила кости индийского мальчика

Внезапное решение сделало мужчину богатым

Врачи нашли в желудке пациента 233 посторонних предмета

Все люди с голубыми глазами происходят от одного общего предка

Даже если мы встретим инопланетян, мы не сможем с ними общаться

Девочка стала генеральным директором компании

Загадочная красная шапка на спутнике Плутона

Когда НЛО и политика очень странным образом сочетаются

Колдовство, демонология и черные искусства

Компания SpaceX инвестирует в технологию варп-двигателей

Космические пузыри могут бороться с изменением климата

Люди могут дышать через попу

Наследие древней цивилизации на Урале

Необычный объект заметили в небе Самары

Неразгаданная тайна древних камней Дропа

НЛО нарушают известные законы аэродинамики

Паранормальные явления - это норма, а не исключение

Построили модель поглощения планет звездами

Почему ведьмы изображались верхом на метлах

Призрачные попутчики

Пропавшая фотография Громовой птицы

Пятилетняя девочка написала книгу

Рыбак в Камбодже поймал настоящего монстра

Смогут ли динозавры выжить в современном мире

Состоялся третий этнокультурный фестиваль 'Едем на Савин'

Старушка отбилась от медведя стулом

Тайна ягнят росших на деревьях

Флот НЛО замечен над Нью-Йорком

Французская наследница Ванги предсказала судьбу России

Черный НЛО замечен над Колорадо

Аномалия в изотопе германия-71 обнаружилась во второй раз

Волгоградец снял необычное явление в небе

Загадочное место в горах Западного Саяна

Знаменитое прадедушкино дерево в Чили

Инопланетяне похитили любопытного пилота

Как позвать своего ангела-хранителя на помощь

Карельское место силы

Мегалиты Ивановской области

Мистический круг Земли

Невероятное место Маньпупунёр

НЛО как повод для соревнования сверхдержав

НЛО создал червоточину в небе над Салемом

Объекты можно поднимать в воздух звуковыми волнами

Парад планет, который не видели 18 лет

Потерянные знания древних працивилизаций

Почему мы так уверены в существовании темной материи

Правительство разрабатывает технологию временных путешествий

Президент США искал инопланетян в Зоне 51

Раскопки древних артефактов на Алтае

Самые жуткие создания на планете

Светящийся корабль замечен над Мэрилендом

Тайна разорванных облаков на Венере

Таинственный светящийся вихрь над Новой Зеландией

Техасский уфолог исследует возможность существования НЛО

Убитый инсектоид найден на поверхности Марса

Человек-змея из Индии

Чертова поляна в красноярской тайге

Что происходит и каково это, когда ты умираешь

Что-то странное происходит с Солнцем

Шигирского идола хотят сделать символом пограничников

Протезирование зубов. Показания, виды конструкций

Аллея славы уфологов в Розуэлле

Бигфуты могут быть мутировавшими людьми

Графиня-вампир Элизабет Батори

Добро пожаловать в Окунево

Древние артефакты с изображениями инопланетян

Загадочная смерть 10000 коров в Канзасе

Загадочный синдром самозванца

Звезды, которые контактировали с зелеными человечками

Инопланетные цивилизации деградируют до межзвездных путешествий

Каменные цветы Марса - обломки звездолета

Китай создаст космический телескоп для поиска тёмной материи

Курганский Стоунхендж рекламируют после критики

Леденящая душу тайна исчезновения красотки

Назвали способ продлить жизнь на треть

НАСА начинает охоту на НЛО

НАСА объясняет почему важно изучать НЛО

НАСА снова лжет о НЛО

НЛО действительно был замечен пилотом самолета

Охотник за НЛО поделился странными кадрами НЛО

Папирус из Древнего Египта рассказывает о наблюдении НЛО

Препарат против старения разрабатывают в Индии

Рельсовые автобусы пустили до горы Воттоваара

Скоро начнется фестиваль НЛО в Розуэлле

Странный след у мыса Анива обнаружен с МКС

Тайна черных вертолетов

Таинственные радиосигналы в Черном море

Тайны Луны. Подземные базы и правительственные секреты

Удивительные факты о Древнем Вавилоне

Эти звездообразующие спирали выглядят как галактические НЛО

Является ли человечество враждебной цивилизацией

Аванпост пришельцев на Церере

Агрессивные инопланетяне нас уничтожат

Британия одобрила экстрадицию конспиролога Ассанжа в США

Возможно ли совершить путешествие на 100 лет в будущее

Вырастили двухметрового тунца

Подписка на новости
Наверх