Что было предком ДНК?

Что было предком ДНК?

Учёные выдвигают на роль общего предка нуклеиновых кислот ТНК — тетрозонуклеиновую кислоту, которая проще по строению, чем ДНК и РНК, и при этом обладает способностью приобретать сложную структуру и может хранить и воспроизводить информацию.

Жизнь на Земле держится на двух нуклеиновых кислотах — ДНК и РНК. Почти все организмы используют ДНК для хранения генетической информации; её молекула как нельзя лучше подходит для хранения и копирования данных из поколения в поколение. А разнообразные виды РНК служат для реализации этой генетической информации, для воплощения её в белковых молекулах. Но всегда ли дела обстояли именно так?

Учёные давно пытаются понять, как происходило становление этой сложной системы запоминания, повторения и реализации генетической информации. Сложность молекулы ДНК заставляет усомниться в том, что она существовала «с начала времён». Чтобы сделать копию ДНК, требуется довольно хитроумная ферментативная машина. Поэтому некоторые учёные предположили, что право первородства принадлежит РНК: она может обладать собственной каталитической активностью и, следовательно, способна как хранить, так и копировать наследственную информацию без чужой помощи.

Исследователи из Аризонского университета (США) предлагают другого кандидата на роль общего предка ДНК и РНК, из которого потом по вполне дарвиновским законам получились оба этих вида нуклеиновых кислот. Этот гипотетический прародитель называется ТНК, или тетрозонуклеиновая кислота. Сахарофосфатный остов, отличительная черта нуклеиновых кислот, построен у ТНК из сахара тетрозы, составленной из четырёхуглеродного кольца. Тетроза намного проще, чем пятиуглеродные кольца ДНК и РНК; в праисторическом мире такая молекула могла бы появиться гораздо быстрее — из двух идентичных двухуглеродных кусков.

Подобная простота, казалось бы, делает невозможной переход от ТНК к ДНК и РНК. Ведь информация в ТНК должна бы была как-то передаваться в более развитые и совершенные молекулы ДНК и РНК. Но на этот раз учёным удалось показать, что фрагмент ТНК может соединиться с ДНК и РНК за счёт тех же самых взаимодействий между азотистыми основаниями, соединяющими нити ДНК и РНК между собой и друг с другом. Иными словами, ТНК могла быть общим «предком» современных нуклеиновых кислот и даже информационным посредником между ними, поскольку могла делиться информацией как с ДНК, так и с РНК.

Репликация, мутационный процесс и отбор могли происходить ещё до появления живых организмов. По словам учёных, им удалось показать, что копирование информации могло осуществляться между ДНК и ТНК. Происходило копирование всевозможных последовательностей, из которых потом отбирались те, что обладали ярко выраженной «индивидуальностью». Исследователи продемонстрировали, что из ТНК могла получиться структура, специфично связывающаяся с белком тромбином: цепочка ТНК образовывалась на цепочке ДНК, но после ухода ДНК она не теряла особенностей своего строения и продолжала специфично удерживать белок. Фрагмент ТНК имел в длину 70 нуклеотидов, чего вполне достаточно, чтобы создать уникальные «посадочные места» для белков-ферментов.

Результаты экспериментов будут опубликованы в журнале Nature Chemistry.

Разумеется, пример с тромбином — это всего лишь пример; речь в данном случае идёт о том, что среди множества случайных неспецифических последовательностей могли отбираться какие-то более специфические, уникальные, и происходить всё это могло с куда более простыми молекулами, чем ДНК и РНК. Разумеется, вряд ли тут можно говорить о строгих доказательствах того, что именно так «всё и было». Однако нельзя не признать, что ТНК выглядит прекрасным кандидатом на роль предшественника ДНК и РНК. Простая ТНК могла быть занята отработкой процессов хранения и передачи информации, пока доисторический химический суп учился синтезировать пятиуглеродные сахара для более совершенных ДНК и РНК.

Источник: science.compulenta.ru

Похожие новости:
Человек произошел от морского червя
Ученые из Великобритании и Канады спешат расширить кругозор тех, кто считает, что человек произошел от обезьяны. Биологи доказали, что нашим "более старшим" предком был двухмиллиметровый морской червь, обитавший на планете более 500 миллионов лет назад, сообщает Zee News. Древнейшего предка человека зовут ..
2012-03-6 1773 0 Научные открытия
0
Раковый белок необходим мозгу для восстановления
Исследователи из университета Копенгагена обнаружили, что белок, ранее известный лишь благодаря участию в процессе распространения раковых клеток в организме, также играет роль в восстановительных процессах в мозге. Открытие может помочь ученым в определении новых направлений исследований в области ..
2012-11-20 1266 0 Научные открытия
0
Ученые выяснили, откуда на Сатурне берутся дожди
Космический аппарат Кассини, работающий в настоящий момент возле Сатурна и его спутников, установил, что вода, находящаяся на спутнике Энцеладе постепенно перемещается на Сатурн Изначально вода в атмосфере Сатурна была найдена еще несколько лет назад и тогда исследователи не смогли объяснить ее возникновения, сообщает ..
2012-03-19 1670 0 Научные открытия
0
Японские физики-ядерщики нашли магическое число
Японские ученые утверждают, что нашли новое так званое «магическое число» — ключ к определению, когда ядро атома становиться стабильным. В ядерной физике магические числа — ряд натуральных чётных чисел, соответствующих количеству нуклонов в атомном ядре, при котором ..
2013-10-16 2730 3 Научные открытия
2
Физикам удалось получить состояние Ефимова
В 2006 г. команда ученых Учреждения экспериментальной физики института Инсбрука, возглавляемая Рудольфом Гриммом, дала первоначальные опытные доказательства существования квантового явления под наименованием состояние Ефимова, явления, что до этого времени было только лишь в теории. И не так давно эта же команда ..
2014-05-19 1716 0 Научные открытия
0
Китай становится лидером в научных исследованиях
Китай практически догнал Соединенные Штаты по такому показателю, как число выпущенных статей научных сотрудников, и существует большая вероятность того, что в течение ближайших лет это государство будет занимать уже первую позицию. К этим выводам пришли британские ученые, которые провели ..
2012-04-5 1045 0 Научные открытия
0
Лазерное сканирование раскрыло тайну Стоунхенджа
Новейшие лазерные 3D-технологии выявили новые факты о Стоунхендже. По мнению ученых, каменщики использовали лучшие материалы, благодаря чему лучи солнца, попадая на камень, блестели при закате в период зимнего солнцестояния или на рассвете самого длинного дня в году.Лазерное сканированиество также ..
2012-10-9 1578 0 Научные открытия
0
Найдены новые доказательства теории Большого взрыва
Международная команда ученых, используя самый мощный телескоп на Земле, открыла, что в моменты времени сразу после Большого взрыва Вселенная вела себя так, как предсказывается теорией, устранив таким образом значительное несоответствие между теорией и наблюдениями, беспокоившее ..
2013-06-10 2746 0 Научные открытия
1
Лауреаты Нобелевской премии посчитали свое открытие бесполезным
Открытие, за которое физики получат Нобелевскую премию, было сделано случайно. Об этом во вторник, 4 октября, сообщает ТАСС, цитируя одного из лауреатов Дункана Халдейна. Ученый рассказал о том, что он и его коллеги даже не думали, что их исследование может оказаться полезным.На вопрос ..
2016-10-04 1608 0 Научные открытия
0
Физики получили фазу-предшественник металлического водорода
Физики из Университета Эдинбурга получили новую фазу сверхвысокого давления для водорода — «фазу-V». По словам ученых, в ней наблюдается ослабление связи водород-водород и, возможно, она является переходным состоянием к фазе металлического водорода. Наблюдается переход при давлении 3,25 миллиона атмосфер — такие ..
2016-01-10 1185 0 Научные открытия
1
Зеркальные нейроны отвечают за изучение языков
Исследователи университета штата Аризона заявили, что зеркальные нейроны, отвечающие за подражание и запоминание действий других, также играют важную роль в изучении второго языка, с новыми контекстами и особенностями построения фраз другого народа, сообщает rusday.net. Новое исследование должно ..
2013-12-29 1631 0 Научные открытия
0
Флотационный бак поможет ощутить другое измерение
Теперь «слиться со вселенной» можно благодаря изобретению американского доктора Джона Лилла . Он разработал флотационный бак с плотно закрываемым люком, не пропускающий ни звук ,ни свет. За счет полного отсутствия внешней информации, мозг человека отключается на 90%, так как кроме отсутствия ..
2012-08-9 1368 0 Научные открытия
0
Обитателям антарктического озера Восток придумали имя
Заведующий группой криоастробиологии Лаборатории генетики эукариот Петербургского института ядерной физики Сергей Булат придумал для гипотетических обитателей озера Восток имя. Он предложил называть их "оксигенофилами". Об этом Булат заявил в беседе с РИА Новости. Самого подледного озера ..
2012-02-9 1708 0 Научные открытия
0
Включателем памяти оказались всего несколько нейронов
Исследователи из Массачусетского технологического института показали, что для вызывания отдельных воспоминаний достаточно активации всего нескольких специфичных нейронов. Работа будет опубликованав журнале Nature, с кратким пересказом можно ознакомиться на сайте института. Исследователям было известно, какой белок синтезируются ..
2012-03-23 1175 0 Научные открытия
0
Новый эксперимент опроверг, что частицы нейтрино движутся быстрее скорости света
Специалисты из Национального института ядерной физики в Гран-Сассо (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare) подтвердили сегодня, что частицы нейтрино не движутся быстрее скорости света. Об этом говорится в пресс-релизе, распространенном Европейским центром ядерных исследований (CERN). Как говорится в документе, новый ..
2012-03-19 2360 2 Научные открытия
0