Учёные: раскрыта тайна зарождения жизни на Земле

Исследователи сумели лучше понять, как именно на нашей планете зародилась жизнь 4 млрд лет назад. Оказалось, что из смеси химических веществ, заполнявших водоемы молодой Земли, случайным образом формировались аминокислоты, из них — белковые соединения, а затем — более сложные нуклеиновые кислоты.

По мнению американских ученых, первые живые клетки на Земле содержали в себе не только рибонуклеиновую кислоту (РНК), но и белки. «Мы полагаем, что жизнь на ранней Земле была миром белков и РНК, а не просто РНК-миром», — заявил Чарльз Картер из университета Северной Каролины (США).

По мнению специалистов, РНК, скорее всего, не могли «действовать» в одиночку, помощником выступал белковый фермент, который позволял РНК правильно считывать генетическую информацию при синтезе белков.

Эксперимент показал, что белки способны сворачиваться по одному и тому же принципу, как в теплой воде, так и при 100 градусах по Цельсию, что позволяет предположить возможность их существования в горячем первичном океане Земли.

Уже спустя определенное время клеточными процессами начали управлять белки, а роль банка генетической информации заняла ДНК. Это стало существенным шагом вперед к началу использования сложных трехмерных белковых структур, в результате чего жизнь приобрела ныне существующий облик.

Этот результат свидетельствует о том, что белки могли существовать в горячем океане ранней Земли. Подтверждением этому ученые нашли в транспортных молекулах РНК, которые доставляют аминокислоты к центру сборки белков в клетке. Оказалось, что РНК имеют две системы отбора нужных аминокислот: одна отбирает нужный размер их молекул, а другая отбирает те, которые хорошо отталкивают воду. Наличие этих систем говорит о том, что эволюция белков шла в два этапа при зарождении жизни.

По мнению авторов исследования, им удалось найти то самое «недостающее звено», которое было промежуточным этапом между образованием аминокислот из первичных химических элементов и складыванием из них сложных рибонуклеиновых кислот. Процесс образования белковых молекул достаточно прост по сравнению с образованием РНК, а его реалистичность была доказана Вульфенденом на примере изучения 20 аминокислот.

Выводы ученых дают ответ и еще на один вопрос, в течение долгого времени волновавший исследователей, а именно: когда произошло «разделение труда» между белками и нуклеиновыми кислотами, к которым относятся ДНК и РНК. Если теория Вульфендена и Картера верна, то можно смело утверждать: белки и нуклеиновые кислоты «поделили» между собой основные функции на заре возникновения жизни, а именно около 4 млрд лет назад.

Возникновение жизни или абиогенез — процесс превращения неживой природы в живую. В узком смысле слова под абиогенезом понимают образование органических соединений, распространённых в живой природе, вне организма без участия ферментов. Альтернативой абиогенеза в этом смысле является панспермия.