Как зародилась жизнь на Земле: ученые подтверждают гипотезу "мира РНК"

РНК, одна из важнейших молекул жизни на Земле, участвующая в синтезе белков, могла быть распространена во Вселенной. Новое исследование, опубликованное в журнале PNAS, показывает, что РНК могла легко образоваться на Земле 4,3 миллиарда лет назад. Таким образом это могло дать начало появлению первых живых организмов на нашей планете и данное открытие, как считают ученые, является подтверждением гипотезы "мира РНК", пишет Space.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

РНК или рибонуклеиновая кислота является более простым аналогом ДНК, то есть молекулы, которая содержит генетическую информацию для нашей клеточной биологии.

• РНК существует в трех формах: матричная РНК (мРНК), которая образуется из ДНК и содержит генетические инструкции для образования белков, рибосомальная РНК (рРНК), которая создает рибосомы, жизненно важные для производства белков, и транспортная РНК (тРНК), которая осуществляет синтез белков из мРНК.

Поскольку РНК является более простой молекулой, чем ДНК, то считается, что она образовалась первой.

• Благодаря своей способности переносить генетическую информацию и создавать другие молекулы, РНК даже считается возможным главным действующим компонентом в процессе зарождения жизни на Земле, согласно гипотезе "мира РНК". Эта гипотеза предполагает, что первые одноклеточные формы жизни использовали РНК, а не ДНК, для самовоспроизведения и копирования своей генетической информации.

Но понимание того, как образовалась РНК, оказалось сложной задачей. Что заставило строительные блоки РНК соединиться именно таким образом и пройти правильную последовательность химических реакций? Поэтому ученые ищут пути, которые неизбежно могли бы привести к образованию РНК. Один из таких путей известен как шестиступенчатая модель прерывистого синтеза (DSM).

Но одним из препятствий на этом пути является борат, соединение, которое содержит бор и кислород и встречается в морской воде. Ранее считалось, что бораты препятствуют некоторым реакциям на пути образования РНК. Теперь авторы исследования утверждают, что бораты на самом деле полезны для образования РНК.

Ученые провели эксперименты, в которых они добавили компоненты РНК, рибозу, фосфаты и четыре азотистых основания, используемые РНК (аденин, гуанин, цитозин и урацил), к смеси, которая включала бораты и базальт. Затем ученые нагрели смесь и дали ей высохнуть. Таким образом была создана имитация условий, которые могли существовать на Земле миллиарды лет назад.

Авторы исследования обнаружили, что в смеси образовалась РНК. Более того, бораты не препятствовали процессу ее образования, а, наоборот, поддерживали некоторые этапы модели DSM, такие как стабилизация молекул рибозы, которые часто бывают нестабильными и распадаются.

В то же время недавние исследования показали, что все строительные блоки РНК находятся в составе астероида Бенну, а это значит, что они распространены в космосе.

• Ученые считают, что во время столкновения Земли с огромной протопланетой размером примерно 500 км на нашу планету могли попасть строительные блоки РНК в большом количестве. Расчеты показывают, что это столкновение и образование РНК произошли 4,3 миллиарда лет назад, то есть через 200 миллионов лет после появления Земли и за 200 миллионов лет до появления на нашей планете самых древних свидетельств жизни.

Хотя РНК сама по себе не является жизнью, она необходима почти для всех известных нам форм жизни. Если РНК образовалась на Земле относительно быстро, с геологической точки зрения, то это могло бы обеспечить быстрый путь для появления первых простых организмов на нашей планете.

• Ученые также считают, что строительные блоки РНК также могли быть доставлены во время столкновений и на Марс. На Красной планете были обнаружены бораты, а это значит, что там также должны были быть все условия для образования РНК. А это значит, что Марс мог быть населенной живыми организмами планетой.

Как уже писал Фокус, древний вирус нашли в ДНК людей железного века и ему более 2500 лет.

Также Фокус писал о том, что "космическая частица" врезалась в испанский военный спутник на высоте 50 000 км над Землей.