Една от най-големите загадки на нашата планета е как супа от безжизнени химични вещества се е превърнала в първата жива клетка. Има няколко конкуриращи се теории за това къде се е случило това - от замръзнал полярен лед до прегряти хидротермални извори. Но едно нещо, с което повечето учени са съгласни, е че животът не е могъл да възникне, докато не се появи молекула, която може спонтанно да се самовъзпроизвежда.
РНК свят
В продължение на десетилетия хипотезата за РНК света предполага, че РНК е тази молекула и че тя се е размножила преди еволюцията на ДНК и протеините. Тази РНК е трябвало да може да съхранява генетична информация и също така да изгражда нови РНК вериги.
Въпреки това, има един основен проблем с тази хипотеза: РНК молекулите (рибозимите), за които знаем, че могат да копират други РНК молекули, са големи и сложни. Това означава, че е много малко вероятно те да са се образували спонтанно в първичната супа.
Сега се появи нов кандидат, който би могъл да реши тази загадка. В проучване, публикувано в списание Science, екипът на Филип Холигер (Philip Holliger) от Лабораторията по молекулярна биология в Кеймбридж, Великобритания съобщава за откриването на малка РНК молекула, наречена QT45.
Те я откриват, след като претърсват огромна библиотека от 12 трилиона случайни РНК последователности. Търсели фрагменти от РНК, които биха могли да действат като полимераза – молекулярен строител. Когато екипът открива няколко обещаващи кандидати, ги подлагат на молекулярна версия на теста за оцеляване на най-приспособените. И ги предизвикват да изградят все по-дълги вериги при все по-трудни условия. Молекулата QT45 се оказва победителка.
Пробив в копирането
След това учените провеждат експерименти в течна, солена смес от ледени кристали и течност, за да имитират условията на ранната Земя. В тази лабораторна установка молекулата QT45, която се състои само от 45 нуклеотида, доказва, че може да действа като полимераза. Тя изгражда комплементарна РНК верига и след това я използва като шаблон за създаване на чисто ново копие.
„Нашето проучване показва, че сложните функции, необходими за репликацията на РНК... могат да бъдат изпълнени от РНК мотив само от 45 нуклеотида“, коментират изследователите в своята статия.
Според авторите на изследването, ако толкова малка молекула е способна да изпълнява сложни задачи като изграждане на нови нишки и самокопиране, молекулите, които дават начало на живот, вероятно ще бъдат по-често срещани.
„Откриването на полимеразна активност в малък РНК мотив предполага, че полимеразните рибозими са по-изобилни в пространството на РНК последователностите, отколкото се предполагахме."
Справка: Edoardo Gianni et al, A small polymerase ribozyme that can synthesize itself and its complementary strand, Science (2026). DOI: 10.1126/science.adt2760
Източник: Could the discovery of a tiny RNA molecule explain the origins of life? , Paul Arnold, Phys.org
