Польские учёные показали, что РНК эффективнее ДНК реплицируется без ферментов
Пространственная структура РНК позволяет ей самовоспроизводиться без ферментов, что делает её более вероятным кандидатом на роль первичной молекулы жизни, чем ДНК. К таким выводам пришли исследователи химического факультета Вроцлавского университета науки и техники.
Учёные пытаются понять, какие молекулы — ДНК, РНК или белки — первыми начали самовоспроизводиться на Земле. В современных организмах функции распределены: ДНК хранит информацию, РНК переносит её к механизмам синтеза белков, а белки действуют как строительные блоки и ферменты. Но что появилось раньше — остаётся предметом исследований.
«Мы изучаем синтез мономеров РНК и ДНК в условиях, близких к пребиотическим, чтобы понять, могли ли информационные полимеры самореплицироваться без ферментов», — объясняет доктор Рафал Шабла.
Новое исследование показывает, что вторичная структура РНК, её сжатая А-типовая спираль, делает молекулу более реакционноспособной и способной к саморепликации. Для сравнения, В-типовая спираль ДНК длиннее и менее конденсирована, из-за чего её копирование без ферментов затруднено.
Компьютерное моделирование показало, что в РНК новые строительные блоки плотнее встраиваются в матрицу, тогда как в ДНК они «колеблются». Эксперименты, вдохновлённые работами австралийских коллег, подтвердили: если соединять мономеры ДНК на РНК-матрице, процесс идёт значительно эффективнее благодаря плотной спирали РНК.
«Другие формы нуклеиновых кислот не могут самовоспроизводиться так же эффективно, как РНК. Это поддерживает гипотезу РНК-мира: эта молекула сыграла ключевую роль в возникновении жизни», — добавляет Шабла.
Результаты исследования могут иметь прикладное значение. Понимание саморепликации РНК без ферментов способно упростить синтез ДНК в лабораториях, где сегодня применяют дорогостоящие ферменты, например, при полимеразной цепной реакции (ПЦР), используемой для тестов на COVID-19. Новый подход потенциально позволит снизить стоимость и упростить процедуры генетического анализа.
Учёные пытаются понять, какие молекулы — ДНК, РНК или белки — первыми начали самовоспроизводиться на Земле. В современных организмах функции распределены: ДНК хранит информацию, РНК переносит её к механизмам синтеза белков, а белки действуют как строительные блоки и ферменты. Но что появилось раньше — остаётся предметом исследований.
«Мы изучаем синтез мономеров РНК и ДНК в условиях, близких к пребиотическим, чтобы понять, могли ли информационные полимеры самореплицироваться без ферментов», — объясняет доктор Рафал Шабла.
Новое исследование показывает, что вторичная структура РНК, её сжатая А-типовая спираль, делает молекулу более реакционноспособной и способной к саморепликации. Для сравнения, В-типовая спираль ДНК длиннее и менее конденсирована, из-за чего её копирование без ферментов затруднено.
Компьютерное моделирование показало, что в РНК новые строительные блоки плотнее встраиваются в матрицу, тогда как в ДНК они «колеблются». Эксперименты, вдохновлённые работами австралийских коллег, подтвердили: если соединять мономеры ДНК на РНК-матрице, процесс идёт значительно эффективнее благодаря плотной спирали РНК.
«Другие формы нуклеиновых кислот не могут самовоспроизводиться так же эффективно, как РНК. Это поддерживает гипотезу РНК-мира: эта молекула сыграла ключевую роль в возникновении жизни», — добавляет Шабла.
Результаты исследования могут иметь прикладное значение. Понимание саморепликации РНК без ферментов способно упростить синтез ДНК в лабораториях, где сегодня применяют дорогостоящие ферменты, например, при полимеразной цепной реакции (ПЦР), используемой для тестов на COVID-19. Новый подход потенциально позволит снизить стоимость и упростить процедуры генетического анализа.
Читайте также:
Ctrl
Enter
Заметили ошЫбку
Выделите текст и нажмите Ctrl+EnterЧитайте также:
.jpg)
