Ученые изучили процесс самопроизвольного связывания аминокислот с РНК в условиях, имитирующих ранний период истории Земли. Работа позволила лучше понять потенциальные механизмы, лежащие в основе первоначального синтеза белков — пишет « Hi-Tech_Mail.ru ».
Автор Hi-Tech Mail
Аминокислоты выступают строительными элементами белков, выполняющих ключевую роль в подавляющем большинстве жизненных процессов. При этом белки не способны самостоятельно воспроизводиться или синтезироваться без инструкций, предоставляемых РНК — близким аналогом ДНК. Новое исследование ученых из Университетского колледжа Лондона описывает успешное экспериментальное связывание аминокислот с молекулами РНК в условиях, аналогичных ранним этапам существования Земли. Этот прорыв знаменует первое крупное достижение подобного рода начиная с 1970-х годов, пишет ScienceDaily.
«Жизнь базируется на способности производить белки, которые служат основными функциональными компонентами всех живых организмов. Осмысление истоков белкового синтеза принципиально значимо для нашего понимания природы самой жизни», — комментирует руководитель проекта, профессор кафедры химии Мэттью Пауэр из Калифорнийского университета в Лондоне.
В современной биологии синтез белков осуществляется при помощи сложной молекулярной машины — рибосомы. Для ее работы необходимы специальные инструкции, содержащиеся в матричной РНК, которая копирует генный код из ДНК клетки и доставляет его к рибосоме. Далее рибосома, действуя наподобие производственной линии, последовательно считывает мРНК и собирает аминокислоты в цепочку, формируя готовый белок. «Мы завершили первую часть этого сложного процесса, используя очень простую химию в воде с нейтральным pH для связывания аминокислот с РНК. Реакция носит спонтанный и избирательный характер. Она могла возникнуть на ранних этапах эволюции Земли», — отмечает эксперт.
Ранее предпринятые попытки присоединения аминокислот к РНК зависели от использования высокоактивных соединений, нестабильных в водной среде. Эксперименты приводили к разложению реагентов и нежелательным взаимодействиям самих аминокислот. Исследовательская группа подошла к решению проблемы иначе, ориентируясь на принципы современной биологии. Эксперты предложили менее агрессивный способ активации аминокислот с помощью образования тиоэфиров — энергетически насыщенных соединений, широко распространенных в биохимических реакциях живого организма.
Поскольку происходящие реакции имеют микроскопические масштабы, для их изучения использовались методы, применяемые в молекулярной биологии. К ним относятся разные виды магнитно-резонансной спектроскопии и масс-спектрометрии. Подобные технологии позволяют анализировать пространственное расположение атомов и размер молекул соответственно.
Ранее мы рассказали, как химики провели «невозможную» реакцию с индолом.
