Як зародилося життя на Землі: вчені підтверджують гіпотезу "світу РНК"

РНК, одна з найважливіших молекул життя на Землі, що бере участь у синтезі білків, могла бути поширена у Всесвіті. Нове дослідження, опубліковане в журналі PNAS, показує, що РНК могла легко утворитися на Землі 4,3 мільярда років тому. Таким чином це могло дати початок появі перших живих організмів на нашій планеті і дане відкриття, як вважають вчені, є підтвердженням гіпотези "світу РНК", пише Space.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

РНК або рибонуклеїнова кислота є простішим аналогом ДНК, тобто молекули, яка містить генетичну інформацію для нашої клітинної біології.

• РНК існує у трьох формах: матрична РНК (мРНК), що утворюється з ДНК і містить генетичні інструкції для утворення білків, рибосомальна РНК (рРНК), що створює рибосоми, життєво важливі для виробництва білків, і транспортна РНК (тРНК), що здійснює синтез білків із мРНК.

Оскільки РНК є простішою молекулою, ніж ДНК, то вважається, що вона утворилася першою.

• Завдяки своїй здатності переносити генетичну інформацію та створювати інші молекули, РНК навіть вважається можливим головним діючим компонентом у процесі зародження життя на Землі, згідно з гіпотезою "світу РНК". Ця гіпотеза передбачає, що перші одноклітинні форми життя використовували РНК, а не ДНК, для самовідтворення та копіювання своєї генетичної інформації.

Але розуміння того, як утворилася РНК, виявилося складним завданням. Що змусило будівельні блоки РНК з'єднатися саме таким чином і пройти правильну послідовність хімічних реакцій? Тому вчені шукають шляхи, які неминуче могли б призвести до утворення РНК. Один із таких шляхів відомий як шестиступенева модель переривчастого синтезу (DSM).

Але однією з перешкод на цьому шляху є борат, сполука, що містить бор і кисень і зустрічається в морській воді. Раніше вважалося, що борати перешкоджають деяким реакціям на шляху утворення РНК. Тепер автори дослідження стверджують, що борати насправді корисні для утворення РНК.

Вчені провели експерименти, в яких вони додали компоненти РНК, рибозу, фосфати і чотири азотисті основи, які використовуються РНК (аденін, гуанін, цитозин і урацил), до суміші, яка містила борати і базальт. Потім учені нагріли суміш і дали їй висохнути. Таким чином було створено імітацію умов, які могли існувати на Землі мільярди років тому.

Автори дослідження виявили, що в суміші утворилася РНК. Ба більше, борати не перешкоджали процесу її утворення, а, навпаки, підтримували деякі етапи моделі DSM, як-от стабілізація молекул рибози, що часто бувають нестабільними та розпадаються.

Водночас нещодавні дослідження показали, що всі будівельні блоки РНК перебувають у складі астероїда Бенну, а це означає, що вони поширені в космосі.

• Учені вважають, що під час зіткнення Землі з величезною протопланетою розміром приблизно 500 км на нашу планету могли потрапити будівельні блоки РНК у великій кількості. Розрахунки показують, що це зіткнення і утворення РНК відбулися 4,3 мільярда років тому, тобто через 200 мільйонів років після появи Землі і за 200 мільйонів років до появи на нашій планеті найдавніших свідчень життя.

Хоча РНК сама по собі не є життям, вона необхідна майже для всіх відомих нам форм життя. Якщо РНК утворилася на Землі відносно швидко, з геологічної точки зору, то це могло б забезпечити швидкий шлях для появи перших простих організмів на нашій планеті.

• Вчені також вважають, що будівельні блоки РНК також могли бути доставлені під час зіткнень і на Марс. На Червоній планеті було виявлено борати, а це означає, що там також мали бути всі умови для утворення РНК. А це означає, що Марс міг бути населеною живими організмами планетою.

Як уже писав Фокус, стародавній вірус знайшли в ДНК людей залізного віку і йому понад 2500 років.

Також Фокус писав про те, що"космічна частинка" врізалася в іспанський військовий супутник на висоті 50 000 км над Землею.