Единый процесс образования группы молекул, называемых нуклеотидами, на ранней Земле до возникновения жизни, был предложен группой исследователей под руководством UCL.
Нуклеотиды необходимы для всей жизни на Земле, поскольку они образуют строительные блоки ДНК или РНК, и понимание того, как они были впервые созданы, является давней проблемой, которую необходимо решить, чтобы выяснить происхождение жизни.
В исследовании, опубликованном сегодня в Nature Communications и финансируемом Исследовательским советом по инженерным и физическим наукам, Фондом Саймонса и Origins of Life Challenge, исследователи из UCL, Гарвардского университета и Массачусетской больницы общего профиля предполагают единый химический механизм благодаря которому оба класса нуклеотидов - пурины и пиримидины - могли образоваться вместе.
До сих пор ученые думали, что два класса нуклеотидов должны были быть получены отдельно и во взаимно несовместимых условиях. Это исследование впервые показало, что и пурины, и пиримидины могут образовываться из общей молекулы-предшественника, существовавшей до возникновения жизни.
«Мы предлагаем новый взгляд на то, как были созданы исходные молекулы РНК, и предлагаем простое химическое решение для доставки пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов к истокам жизни», - объяснил соответствующий автор, доктор Мэтью Паунер (UCL Chemistry)..
"РНК является краеугольным камнем всей жизни на Земле и, вероятно, несла первую информацию в самом начале жизни, но создание РНК требует одновременной доступности как пуриновых, так и пиримидиновых нуклеотидов. Решение этой проблемы остается неуловимым. уже более 50 лет."
Команда продемонстрировала, как пуриновые и пиримидиновые нуклеотиды могут собираться на одном сахарном каркасе с образованием молекул, называемых рибонуклеотидами, которые используются для построения РНК.
Пуриновые и пиримидиновые нуклеотиды используются для создания ДНК и РНК. Пуриновые и пиримидиновые нуклеотиды связываются друг с другом посредством специфических молекулярных взаимодействий, которые обеспечивают механизм копирования и передачи информации на молекулярном уровне, что необходимо для генетики, репликации и эволюции. Поэтому понимание происхождения нуклеотидов считается ключом к пониманию происхождения самой жизни.
Команда обнаружила, что молекулы, называемые 8-оксо-аденозин и 8-оксо-инозин, которые представляют собой пуриновые рибонуклеотиды, могут образовываться в тех же химических условиях, что и природные пиримидиновые рибонуклеотиды. Они также обнаружили, что один химический предшественник может по-разному давать как пуриновые, так и пиримидиновые рибонуклеотиды.
Описанный нами механизм дает обоим классам молекул одну и ту же стереохимию, которая повсеместно обнаруживается в сахарном каркасе биологических нуклеиновых кислот, что позволяет предположить, что 8-оксо-пуриновые рибонуклеотиды могли играть ключевую роль в первичных нуклеиновых кислотах. кислоты», - сказал доктор Шон Стейрс (UCL Chemistry), первый автор исследования.
Теперь команда планирует продолжить исследование механизмов, которые используют 8-оксо-пурины для передачи информации, что может помочь ученым лучше понять первые в жизни системы передачи информации.