Небольшое химическое отличие РНК от ДНК могло стать основой для зарождения жизни

Исследователи сделали важное открытие, связанное с химической структурой РНК, которое, как предполагается, могло сыграть решающую роль в формировании жизни на Земле. Это открытие стало возможным благодаря изучению так называемой 2′-гидроксильной группы (2′-OH), представляющей собой один атом кислорода, связанный с водородом, который имеется у РНК, но отсутствует у ДНК. Наблюдения были опубликованы в журнале Nature Communications (NatCom).

Ученые из Университета Буффало и Принстонского университета провели сравнительное исследование РНК и одноцепочечной ДНК, обладающих похожими последовательностями. В результате экспериментов выяснили, что 2′-гидроксильная группа значительно меняет поведение молекул. Так, РНК образовывала капли при температуре на 10 градусов ниже, чем ДНК, взаимодействовала с ионами магния более устойчиво и удерживала меньше молекул воды вокруг себя. Это позволяло молекулам РНК легче соединяться при повышении температуры.

Однако, когда исследователи химически «отключали» 2′-гидроксильную группу, способность РНК образовывать капли заметно снижалась. Это открытие имеет важное значение для понимания процессов, связанных с формированием жизни. Согласно популярной гипотезе «мира РНК», именно РНК могла быть первой молекулой, обладающей двойной функцией: хранить информацию и действовать как фермент.

Формирование таких капель-«микрокапель» могло создавать на ранней Земле своеобразные «протоклетки», в которых происходила концентрация и взаимодействие молекул. Это исследование позволяет утверждать, что даже небольшое химическое различие могло дать РНК значительное преимущество на этапе возникновения жизни.

Вопрос о том, как на безжизненной ранней Земле появились первые самовоспроизводящиеся молекулы, остается одной из наиболее интригующих загадок науки. Гипотеза «мира РНК» утверждает, что все началось именно с РНК, и процесс образования капель, способствующих концентрации молекул, мог стать важным шагом к возникновению первых клеток. Новая работа добавляет к этому сценарию конкретную химическую деталь, что может изменить наши представления о зарождении жизни на планете.

Читайте также: