Два новых исследования пролили свет на тайну возникновения РНК и ДНК

5 июня 2020 года | Международная

Вопросов о том, как же на нашей планете начиналась жизнь, всё ещё остаётся очень много. Понимание самых первых шагов жизни является одной из величайших тайн науки. Целых два новых исследования приблизили учёных к разгадке того, как же все происходило.

Ранняя Земля выглядела иначе, чем сейчас. На планете было мало кислорода, не было озонового слоя, а солнечное излучение было очень интенсивным. Однако «ингредиенты» для создания жизни все-таки нашлись. Это были вода, солнечная радиация и нужные молекулы.

Начнём с воды. Первое, что ищут астрономы среди других планет — это воду. Объясняется это очень просто: на Земле есть жизнь, которая не нуждается в солнечном свете, кислороде и, которая может выжить в условиях высокой радиации. Но все живое все равно нуждается в воде.

Вода может растворять в себе все виды веществ и материалов, разбирая их на молекулярном уровне и перестраивая. Именно эта способность растворять и вновь собирать даёт воде возможность создавать новые, сложные соединения.

Но если мы говорим о зарождении жизни на Земле, нам также очень важна радиация, которой раньше наша планета подвергалась в огромном количестве. Вода и радиация позволяли различным соединениям разбираться, перестраиваться и в конечном итоге создать «строительные блоки» РНК и ДНК.

В первом из двух исследований, учёные использовали так называемые «непрерывные реакционные сети», которые имитировали условия ранней Земли. Как только начинается реакция, исследователи не удаляют побочные продукты и не добавляют больше реагентов. Реакция идёт своим чередом, точно так же, как это было давным-давно на Земле.

Исследователи добавили всего несколько соединений в начале реакции: цианистый водород, аммиак, фосфат, соль и, конечно же, воду. Чтобы имитировать действие радиоактивных материалов на ранней Земле, они включили в эксперимент источник гамма-излучения. А затем исследователи давали смеси время от времени высыхать. В результате этого эксперимента экспертам удалось получить сложные соединения, которые могли послужить строительными блоками для РНК.

Для кого-то это может показаться достаточно простым экспериментом, однако учёные комментируют, что только сейчас они начинают создавать инструменты для обнаружения, измерения и понимания такого рода непрерывных реакционных сетей.

Второе же исследование проливает свет на историю ДНК. Считается, что первые шаги к жизни — это генерация РНК. Но новая работа ставит под сомнение эту гипотезу.

Исследователи провели эксперимент, в котором они использовали смесь соединений и воды с ультрафиолетовым излучением. В ходе работы они видели появление строительных блоков РНК — цитидина и уридина, однако также они заметили строительный блок ДНК — дезоксиаденозина. Учёные предположили, что ДНК не обязательно вытекала из РНК, а могла «эволюционировать» вместе с ней.

Эти два исследования приближают нас к пониманию происхождения жизни на нашей планете. А также они могут помочь учёным понять, где искать жизнь на других планетах.

— Источник цитирования