Исследователи химического факультета Вроцлавского университета науки и техники выяснили, что пространственная структура РНК позволяет ей самовоспроизводиться без участия ферментов. Это делает РНК более вероятным кандидатом на роль первичной молекулы жизни, чем ДНК. Учёные изучают, какие молекулы — ДНК, РНК или белки — впервые начали саморепликацию на Земле.
В современных организмах функции разделены. ДНК хранит информацию, РНК переносит её к механизмам синтеза белков, а белки действуют как строительные блоки и ферменты. Однако порядок их появления остаётся предметом исследований. «Мы моделируем синтез мономеров РНК и ДНК в условиях, приближённых к пребиотическим, чтобы проверить, могли ли информационные полимеры самовоспроизводиться без ферментов», — объяснил доктор Рафал Шабла. Результаты показали, что вторичная структура РНК — её сжатая А-типовая спираль — делает молекулу более реакционноспособной и способной к саморепликации. Для сравнения, длинная и менее конденсированная В-типовая спираль ДНК копируется без ферментов хуже. Компьютерное моделирование подтвердило, что в РНК новые строительные блоки плотнее интегрируются в матрицу, тогда как в ДНК они «колеблются». Эксперименты, вдохновлённые австралийскими работами, показали. Соединение мономеров ДНК на РНК-матрице проходит значительно эффективнее благодаря плотной спирали РНК.
«Другие нуклеиновые кислоты не реплицируются так же эффективно, как РНК. Это подтверждает гипотезу РНК-мира. Она могла сыграть ключевую роль в возникновении жизни», — добавил Шабла.
Открытие также имеет практическое значение. Понимание саморепликации РНК без ферментов может упростить лабораторный синтез ДНК, где сейчас применяют дорогостоящие ферменты, например, в полимеразной цепной реакции (ПЦР), используемой для тестов на COVID-19. Новый подход потенциально снижает затраты и упрощает процедуры генетического анализа.
Источник:
