Hogyan keletkezett az élet a Földön: kiderül a fehérjék RNS világában való megjelenésének titka

Korábban ezt mondtuk az eredeteknélA földi élet eredete az úgynevezett RNS világ volt. A tudósok szerint az RNS-komponenseket meteoritokkal hozhatták bolygónkra. Emlékezzünk vissza, hogy a ribonukleinsavak képesek információt tárolni és lemásolni, vagyis képesek önmagukat reprodukálni. Ugyanakkor a másolási folyamat során mutációk lehetségesek, amelyek károsak és előnyösek is lehetnek. Sőt, a DNS-sel ellentétben az RNS képes önmagában is szaporodni, enzimfehérjék segítsége nélkül. De a kérdés továbbra is fennáll, hogyan keletkeztek a fehérjék? Hiszen a fehérjékről szóló információkat a DNS kódolja, de az RNS világában még nem volt dezoxiribonukleinsav. Erre a kérdésre a Müncheni Egyetem munkatársai adták meg a választ.

A tudósok rájöttek, hogyan képes az RNS szintetizálni az első fehérjéket

Hogyan szintetizálódnak a fehérjék a sejtekben

Ahogy már mondtuk, az RNS ötből állnitrogéntartalmú bázisok vagy genetikai betűk - adenin (A), timin (T), guanin (G), citozin (C) és uracil (U). Néha azonban az RNS bizonyos betűk kémiai módosításait tartalmazza. Ebben a formában különösen a riboszómák nukleinsavláncaiban találhatók.

Ne feledje, hogy a riboszómák azokvalódi gyárak az élő szervezetek sejtjeiben, amelyek fehérjét szintetizálnak. Általánosságban elmondható, hogy a riboszómák egy nagyon összetett mechanizmus, de az RNS-en alapulnak, amely sok riboszómális fehérjét tartalmaz.

A riboszómák az élő sejtekben található gyárak, amelyek fehérjéket szintetizálnak.

Új fehérjék létrehozásához riboszómák vesznek igénybea hírvivő RNS-ből vagy mRNS-ből származó információk. Szó szerint "beolvassák" az mRNS-t, hogy leolvassák a fehérjét kódoló betűk sorrendjét. De az információ önmagában nem elegendő egy fehérje létrehozásához. Az anyag, amelyből szintetizálják, szintén szükséges. Ezek az anyagok aminosavak. A riboszómákba transzfer RNS-ek vagy tRNS-ek juttatják be.

Ennek eredményeként a fehérjeszintézis folyamata így néz kia következőképpen - a tRNS egy bizonyos aminosavval érintkezésbe kerül az mRNS hellyel. Ha a riboszóma megtalálja a megfelelő tRNS-t a megfelelő aminosavval, akkor az utolsót használja a fehérjeláncban. Ebben a folyamatban fontos szerepet játszanak a módosított betűk, amelyek hozzájárulnak a tRNS és az mRNS közötti stabil kölcsönhatáshoz.

Hogyan jelentek meg a mókusok a Földön?

Megnéztük, hogyan szintetizálódnak a fehérjékriboszómák. De hogyan keletkezhettek a riboszómák megjelenése előtt? Korábban a tudósok azt találták, hogy az RNS módosításokkal szintetizálható szervetlen anyagból. Ezenkívül ismert, hogy a módosított betűk aminosavakkal kombinálhatók.

Most, egy új tanulmányban, amelyet ben tettek közzéA Nature-ben a tudósok kimutatták, hogy a módosított RNS-ek miként képesek önmagukban kis fehérjéket előállítani aminosavakból. Ennek érdekében a munka szerzői RNS-t szintetizáltak módosított betűkkel, és aminosavakat tartalmazó oldatba helyezték.

Az első peptideket RNS-sel, fehérjék segítsége nélkül tudták előállítani

A mesterségesen létrehozott RNS kicsinek bizonyultés párok. Mit is jelent ez? Egyes genetikai betűk hidrogénkötésekkel képesek kapcsolódni egymással. Például az adenin kombinálható timinnel vagy uracillal. A guanint citozinnal kombinálhatjuk. Az ilyen párokat egymást komplementereknek nevezzük.

Ennek eredményeként két nukleinsav vagy akárugyanannak az RNS-nek két szakasza kapcsolódhat egymáshoz, ha a betűsor ezt elősegíti. Az ilyen RNS-eket általában egymást komplementernek nevezik.

Munkájuk során a tudósok egy RNS-t használtaka végén módosított A-val, a másik pedig módosított Y-vel. Amikor a két RNS egyesült, az A és az Y egymás mellé került. Ugyanakkor az aminosav az A donorbetűről az akceptor Y betűre váltott.

FONTOS! Szeretettel várunk minden olvasónkat a Yandex.Zen csatornán, ahol fontos és érdekes információkat teszünk közzé. Iratkozz fel, hogy ne maradj le.

Ezután a tudósok elkezdték felmelegíteni a molekulákat, ennek eredményekéntami az RNS szétválását okozza. De amikor a molekulák hűlni kezdtek, ismét közeledtek. Ezzel egy időben egy RNS donort kapcsoltak az akceptor RNS-hez, amely az A betűn egy új aminosavat tartalmazott. Utóbbi végül szintén elfogadó levélre váltott. Ennek eredményeként az A betű már két aminosavat tartalmazott. Így a betűnkénti aminosavak számát tizenötre lehetett növelni. Így egy kis peptid (aminosavakból képződött fehérje) riboszóma nélkül is keletkezik, de csak két RNS kölcsönhatása révén.

A genetikai kód az RNS és a fehérjék kölcsönhatásának eredményeként keletkezhetett

Hogyan keletkezett a komplex genetikai kód?

A fentiekből az következik, hogy az RNS,az aminosavakkal egy oldatban lévén, jól kombinálható peptidekké. Sőt, a módosított betűkön képződött fehérjék erősítették a kölcsönhatásban lévő RNS-ek közötti kötést. Más szóval, a nukleinsavak fehérjéket tudtak létrehozni, amelyek viszont egy bizonyos úton irányították az RNS fejlődését. Például segíthetnek a hosszuk növelésében.

Persze ez még nem genetikai kód, hanem azzalidővel bizonyos, jellegzetes betűsorral rendelkező RNS-ek keletkezhetnek, amelyek bizonyos aminosav-összetételű fehérjéket szintetizáltak. Fokozatosan ezek a molekulák fejlődtek, ami összetett enzimatikus mechanizmusokat és valódi genetikai kódot eredményezett.

Természetesen a fehérjeszintetizáló RNS, sőt a DNS még nem élet. Egyes tudósok szerint az élet DNS- és RNS-molekulák hibridjéből keletkezhetett. Hogy ez hogyan történt, az itt olvasható.