Войти с помощью

Регистрируйтесь! Это даст вам возможность добавлять свой контент на сайт писать комментарии. Сайту нужны копирайтеры, seo, помощь в наполнении и продвижении, сделай свой вклад.

Поделись с друзьями

На развитие Портала



Вконтакте Одноклассники Твиттер Фейсбук

красный зелёный голубой

Сайт Партнёров бренда "Сибирское Здоровье" Подробнее на: http://sibvaleogroup.ru

Многие вещи нам не понятны не потому что наши понятия слабы, а потому что сии вещи не входят в круг наших понятий.

РНК научили синтезировать РНК

РНК научили синтезировать РНК
ПОЛНЫЙ АНТИПАРАЗИТАРНЫЙ КОМПЛЕКТ (НА 10 ДНЕЙ ЧИСТКИ). ЛИМОННО ЭВКАЛИПТОВАЯ ЧИСТКА

Биологииз Инстититута Скриппса в ходе экспериментапо «эволюции-в-пробирке» получилимолекулу РНК, которая способнакатализировать синтез других РНК.Предполагается, что на заре возникновенияжизни появление подобных молекул должнобыло стать переломной точкой междухимической и биологической эволюцией.И, хотя такие РНК-ферменты уже делали вподобных системах, новая молекулаобладает существенно большейуниверсальностью. Работа опубликованаProceedings of the National Academy of Sciences.

РНК,в отличие от ДНК, способна образовыватьсложную трехмерную структуру и благодаряэтому может выступать в роли фермента— ускорять протекание химическихреакций (подробнее об отличиях можно прочитать здесь). РНК-ферменты называютсярибозимами (ribonycleotideenzymes),и диапазон реакций, которые они способныкатализировать, достаточно широк.Некоторые рибозимы даже специальновыращиваются для практического примененияв лабораторныхтест-системах.

Однакобиологов больше интересуют рибозимы,которые можнорассматривать какследыдревнего РНК-мира — состояния возникающейжизни до момента появления современнойсистемы синтеза белков. К таким следамотносятся, например, РНК-интроны, которыевырезают сами себя из созревающейматричной РНК, РНК-затравкиферментателомеразы,работакоторогонеобходима для синтеза ДНК на концаххромосом, и так далее. Главным свидетельствомсуществования мира РНК является, конечно,рибосома — молекулярная машина, ядрокоторой составляет именно РНК,катализирующая синтез белков.

Гипотезамира РНК принимается сейчас большинствомспециалистов по происхождению жизни ихорошо разработана (свежий обзор работ на этутему можно прочитать здесь). Однакоключевойдля этой гипотезы остаетсяпроблема возникновения рибозимов-полимераз,которые могли бы обеспечивать репликациюРНК. Без таких молекул (или ансамблеймолекул) невозможно представитьвозникновение дарвиновской эволюции.Эксперименты по созданию таких молекулв лаборатории продолжаются более 20 лет,и на данный момент ученым удалось достичь скромных успехов.

Проводятсяподобные эксперименты по следующейсхеме. Исследователи берут некую исходнуюРНК-молекулу или просто случайнуюРНК-цепочку и амплифицируют ее в пробирке— то есть создают множество копийисходной РНК, в том числе со случайнымимутациями. Затем проводится отбормолекул — например, на их способностькатализировать присоединение нуклеотидак затравке. Отбираются только лучшиемолекулы, которые затем сноваамплифицируются и проходят следующийцикл отбора.

Такойметод ускоренной эволюции на сегодняшнийдень позволил биологам создать несколькомолекул, которые более-менее удачнокатализируют полимеризацию десятковРНК-нуклеотидов на РНК-матрице. Недавногруппе из Кембриджа удалось создатьрибозим, который может катализироватьполимеризацию до двух сотен нуклеотидов— это уже цифра, превышающая длинубольшинства самих рибозимов. Однако досих пор все полученные рибозимы-полимеразыочень капризны по отношению к природесинтезируемой РНК. Так, в кембриджскойработе с рекордной длиной речь шла оспециальной, удобной для этого рибозимаматрице, а не о репликации рибозимомсамого себя — такая молекула считается«Святым Граалем» в данной области и досих пор никем не получена.

Капризностьрибозимов-полимераз не случайна, а имеетфундаментальную природу. Дело в том,что хорошая с точки зрения полимеразыматрица должнаиметьлинейную структуру и не формироватьузлови петель вторичнойструктуры.С другой стороны, если РНК не образуетузлов и петель, ей «нечем будет работать»,то есть она не сможет выполнять какую-либозначимую функцию. Впопытке преодолеть это противоречиеавторы новой работы разработали новыймеханизм отбора полимераз, которыймаксимизирует не длину синтезируемогопродукта, а его функциональную способность— например, способность связыватькакое-то вещество.

Какоказалось, новая молекула (она получиланазвание 24-3) в среднем в сто раз быстреесинтезирует нуклеотиды, чем исходныйвариант и, что важнее, ей практическибезразличен нуклеотидный состав матрицы.Точность синтеза при этом оказаласьнесколько ниже исходной (около 92 процентов— точность самых «плохих» природныхполимераз составляет около 99 процентов).С помощью новой молекулы авторы провелисинтез природной фенилаланиновойтранспортной РНК и даже сделалиРНК-вариант полимеразной цепной реакции,ПЦР. В ходе ПЦР матрица многократноамплифицируется в ходе несколькихэтапов синтеза. Следует отметить, что дляРНК-ПЦР ученые использовали оченькороткую и простую матрицу. Сама себярибозим-полимераза синтезировать несмогла.

Проблемавозникновение рибозим-полимераз иавтономных репликаторов вообще остаетсяодной из самых трудных в областиисследования происхождения жизни. Делов том, что для возникновения дарвиновскойэволюции недостаточно появления простоточных полимераз, они должны быть приэтом еще и компактными — иначе непонятно, как объяснить их случайноевозникновение. Если говорить правильнее,речь идет о соотношении между точностьюрепликатора и объемом наследственнойинформации — этивеличинысвязаны так называемым порогомЭйгена.Дарвиновскаяэволюциястановится возможна только вышепорога Эйгена, ниже которого мутационнаякатастрофа и вымирание неизбежны.

АлександрЕршов


Александр Марков, «Рождение сложности: Эволюционная биология сегодня. Неожиданные открытия и новые вопросы», 2010

Евгений Кунин, «Логика случая: О природе и происхождении биологической эволюции», 2014

Михаил Никитин, «Происхождение жизни: От туманности до клетки», 2016


N+1

Поставьте оценку:
Рейтинг 0 (Проголосовало: 0)
Понравилось? Поделитесь с друзьями через кнопки социальных сетей!

Добавить страницу в закладки

0
39
Популярные видео каналы