Naučnici su napravili veliki korak ka rešavanju jedne od najvećih misterija biologije: kako su se pre više od četiri milijarde godina prvi put spojila dva ključna molekula života.
Proteini, građeni od lanaca aminokiselina, grade tkiva i obavljaju bezbroj funkcija u organizmu. Ali oni sami ne mogu da prenesu uputstva za svoju izradu. Taj zadatak obavlja RNK, koja danas u svim živim ćelijama služi kao prenosilac i prevodilac genetskih informacija.
Raniji pokušaji da se ova hemija rekonstruiše u laboratoriji nailazili su na prepreke, aminokiseline su reagovale međusobno umesto sa RNK, a nestabilni uslovi u vodi razgrađivali su reakcije. Foto: Shutterstock
Eksperimenti u laboratoriji
Misterija je u tome kako su se ove dve potpuno različite vrste molekula uopšte povezale, pokrećući lanac događaja koji je doveo do genetskog koda i na kraju, do nas.
“Molekuli RNK komuniciraju jedni s drugima na vrlo predvidljiv i efikasan način, ali RNK se sama od sebe ne povezuje sa aminokiselinama koje su joj potrebne da bi kontrolisala sintezu proteina“, rekao je profesor Metju Pauer, glavni autor nove studije za “BBC Science Focus”. “Zato je pitanje kako i zašto su se prvi put povezali ostalo bez odgovora decenijama.”
Raniji pokušaji da se ova hemija rekonstruiše u laboratoriji nailazili su na prepreke, aminokiseline su reagovale međusobno umesto sa RNK, a nestabilni uslovi u vodi razgrađivali su reakcije.
Nova strategija dala rezultate
Pauerov tim primenio je drugačiju strategiju. Oni su aminokiseline vezali za hemijsku grupu koja sadrži sumpor, poznatu kao tioester, visokoeenergetska veza koju ćelije i danas koriste. Tako su otkrili da se molekuli spontano i selektivno vezuju za RNK.
Moguće da je jedan od najosnovnijih procesa života započeo bez potrebe za složenijim katalizatorima poput enzima. Foto: Shutterstock
Zapanjujuće je da je sama prirodna struktura RNK pomogla aminokiselinama da se “usmere” tačno na kraj RNK lanca, baš na mesto gde i treba da se vežu za sintezu proteina. To pokazuje da je moguće da je jedan od najosnovnijih procesa života započeo bez potrebe za složenijim katalizatorima poput enzima.
“Ovi molekuli su vrlo jednostavni i gotovo sigurno su postojali na ranoj Zemlji”, rekao je Pauer. Iako bi okeani bili previše razređeni da bi reakcije počele, bogati izvori hranljivih materija u jezerima, barama i plitkim lokvama mogli su biti savršena “kuhinja” za život.
Ovo otkriće povezuje dve vodeće hipoteze o poreklu života: “svet RNK”, koji smatra da je RNK bila ključni pokretač, i “svet tioestara”, prema kojem su visokoeenergetski tioestri pokretali rani metabolizam.
“Naučnici će izgraditi eksperimentalno potvrđen skup reakcija koji može da stvori “ćeliju“, kaže Pauers. Foto: Shutterstock
Sledeći izazov, kaže Pauer, jeste da se razjasni poreklo univerzalnog genetskog koda života. To će omogućiti naučnicima da shvate kako i gde je život tačno počeo.
“Naučnici će izgraditi eksperimentalno potvrđen skup reakcija koji može da stvori “ćeliju“, kaže Pauers. Te ćelije neće samo moći da evoluiraju, već će otkriti i poreklo univerzalnih struktura života i način na koji su organizovane.
“Ove reakcije pružiće informacije koje su potrebne da bismo razumeli kako i gde je život nastao na Zemlji”, zaključuje Pauers.
