Ученые нашли доказательства альтернативного варианта эволюции жизни на Земле

Биологи из США нашли доказательства альтернативного варианта развития жизни на Земле, в рамках которого предполагается, что ДНК и РНК молекулы возникли одновременно, минуя стадию РНК-мира. Выводы ученых были опубликованы в журнале Angewandte Chemie.

По общепринятой на сегодняшний день теории, роль ДНК и белков у первых живых организмов на Земле играли РНК. Позже клеточными процессами начали управлять белки, а роль хранилища информации начали играть ДНК. На данный момент исследователи пытаются понять, как происходил процесс замещения РНК-молекул их ДНК-аналогами. По мнению ученых, этот процесс происходил постепенно: сначала возникли так называемые "химеры", молекулы, состоявшие из звеньев и РНК, и ДНК, а затем РНК-нуклеотиды были постепенно вытеснены "буквами", содержащимися в генетическом коде человека.

В ходе нового исследования ученые проследили за тем, насколько устойчивыми будут подобные "химеры" в реальных условиях. Для этого ученые собрали несколько коротких цепочек "чистых" ДНК и РНК молекул, составленных из 16, 10 и 6 "букв"-нуклеотидов.

Часть этих молекул ученые обработали таким образом, что некоторые "буквы" в них превратились в аналоги, используемые в РНК или ДНК, в результате чего они стали химерными "гибридами", подобиями тех "кирпичиков жизни", которые существовали во время зарождения жизни. Подготовив растворы таких "химер", авторы статьи нагрели их и проследили за тем, как быстро они разлагались.

Оказалось, что даже добавление одной "буквы" приводило к резкому уменьшению продолжительности жизни молекулы, понижая температуру ее распада на 10-20 градусов Цельсия. Подобная реакция наблюдалась как в молекулах ДНК, так и в РНК, и свидетельствует о том, что подобные "химеры" являются нестабильными по своей природе.

Исследователи подчеркивают, что нестабильность таких соединений вовсе не свидетельствует о том, что они не существовали в принципе, но их существование в первых организмах на Земле требовало бы наличия сложных ферментов, которые постоянно "чинили" бы такие клетки и защищали их от распада. Крайне маловероятно, что они возникли до появления ДНК.

Поэтому, по мнению исследователей, переход от РНК-мира к появлению ДНК невозможен, что натолкнуло их на мысль о том, что РНК и ДНК возникли одновременно, а первая жизнь использовала и то, и другое в ходе своей эволюции.