Это главная загадка типа курица или яйцо: что за «материнская» молекула привела к формированию жизни? И как он воспроизвел себя? Одна известная школа мысли предполагает, что РНК является ответом на первый вопрос. Теперь, в ACS Central Science, исследователи из этого лагеря демонстрируют, что РНК обладает большей гибкостью в том, как она распознает себя, чем считалось ранее. Открытие может изменить наше представление о первых химических шагах к репликации и жизни.
Сегодня растения, животные и другие организмы размножаются, создавая копии своей ДНК с помощью ферментов, а затем передавая копии следующему поколению. Это возможно, потому что генетический материал состоит из строительных блоков - или оснований A, T, U, G и C - которые образуют пары определенным образом. Пара A с T (или U в РНК), а G с парами C. Это правило называется спариванием оснований Уотсона-Крика в честь ученых, которым приписывают решение структуры ДНК. Но до появления жизни в том виде, в каком мы ее знаем, некоторая молекула должна была воспроизвести себя без какой-либо помощи. РНК, вероятно, является подозреваемой в этом первом статусе, потому что она одновременно способна к специфическому спариванию оснований, как ДНК, и катализирует реакции, как фермент. Таким образом, Джек Шостак и его коллеги хотели исследовать, как РНК соединяется со свободными нуклеотидами, чтобы увидеть, позволят ли ее методы спаривания оснований РНК копировать себя без какой-либо внешней помощи..
Они следили за тем, как аналог свободного нуклеотида взаимодействует с коротким фрагментом РНК, используя классический метод рентгеновской кристаллографии - тот же метод, который использовался более пятидесяти лет назад при первоначальном открытии трехмерной структуры ДНК.. Помимо образования ожидаемых канонических пар Уотсона-Крика, РНК связывалась с аналогом другими, менее часто наблюдаемыми способами. В добиотических условиях эти неожиданные пары, отличные от Уотсона-Крика, могли завести репликацию в тупик. Таким образом, результаты показывают, что первые шаги к жизни потребовали больше проб и ошибок, чем считалось ранее.