Немецкие химики предложили концепцию мира РНК-пептидов

Концепция мира РНК не объясняет, как и когда РНК получила возможность направлять и катализировать синтез пептидов. Немецкие химики показали, что неканонические нуклеозиды могут связывать аминокислоты и даже короткие пептиды. При взаимодействии комплементарных РНК аминокислоты и пептиды, связанные с РНК, вступают в реакцию друг с другом и формируют более длинные пептиды. Авторы исследования предполагают, что мира РНК в чистом виде могло не существовать, и развивают концепцию мира РНК-пептидов.

Концепция мира РНК — одна из основных теорий происхождения жизни на настоящий момент. Она постулирует, что жизнь развилась из все более сложных самореплицирующихся молекул РНК. Однако остается неясным, в какой момент произошел переход на следующую ступень, когда пептиды стали катализаторами жизни. Трансляция — очень сложный и древний процесс, который, по-видимому, развился постепенно. В какой-то момент РНК получила возможность направлять и катализировать синтез пептидов. Как и когда — остается загадкой.

Ученые из Мюнхенского университета имени Людвига и Максимилиана обратили внимание на неканонические нуклеозиды. Предполагается, что они пришли к нам еще из раннего мира РНК, их даже называют «живыми молекулярными ископаемыми». Авторы обозначили свой подход словом «палеохимия»; они говорят о том, что она позволяет изучить химические реакции, которые происходили в мире РНК. В настоящее время известно о 120 таких нуклеозидах.

РНК у истоков жизни?

Авторы синтезировали комплементарные цепочки РНК и показали, что неканонические нуклеозиды могут связываться с аминокислотами и даже короткими пептидами. Такие небольшие химерные РНК-пептидные структуры получаются самостоятельно, когда все компоненты присутствуют в растворе.

Когда донорные и акцепторные комплементарные цепочки РНК взаимодействуют, то аминокислоты и пептиды, связанные с РНК, могут реагировать друг с другом и формировать более длинные пептиды. При этом образуется интермедиат в виде шпильки. Для эффективного синтеза пептидов нужна полная комплементарность донора и акцептора. На некоторых цепях РНК пептиды даже формировались в нескольких местах.

Авторы теоретизируют, что чистого мира РНК могло не существовать вовсе, что всегда был мир РНК-пептидов. Основным элементом новой теории стало существование молекул РНК, которые могут «украшать» себя аминокислотами и пептидами, а также соединять их в большие пептидные структуры.

Цитируется по:

Müller F., et al. A prebiotically plausible scenario of an RNA–peptide world // Nature volume 605, pages 279–284 (2022), published May 11, 2022, DOI: 10.1038/s41586-022-04676-3.

Источник: https://pcr.news/

16.05.2022