Една от най-големите загадки на нашата планета е как супа от безжизнени химични вещества се е превърнала в първата жива клетка. Има няколко конкуриращи се теории за това къде се е случило това - от замръзнал полярен лед до прегряти хидротермални извори. Но едно нещо, с което повечето учени са съгласни, е че животът не е могъл да възникне, докато не се появи молекула, която може спонтанно да се самовъзпроизвежда.

РНК свят

В продължение на десетилетия хипотезата за РНК света предполага, че РНК е тази молекула и че тя се е размножила преди еволюцията на ДНК и протеините. Тази РНК е трябвало да може да съхранява генетична информация и също така да изгражда нови РНК вериги.

Въпреки това, има един основен проблем с тази хипотеза: РНК молекулите (рибозимите), за които знаем, че могат да копират други РНК молекули, са големи и сложни. Това означава, че е много малко вероятно те да са се образували спонтанно в първичната супа.

Сега се появи нов кандидат, който би могъл да реши тази загадка. В проучване, публикувано в списание Science, екипът на Филип Холигер (Philip Holliger) от Лабораторията по молекулярна биология в Кеймбридж, Великобритания съобщава за откриването на малка РНК молекула, наречена QT45.

Те я откриват, след като претърсват огромна библиотека от 12 трилиона случайни РНК последователности. Търсели фрагменти от РНК, които биха могли да действат като полимераза – молекулярен строител. Когато екипът открива няколко обещаващи кандидати, ги подлагат на молекулярна версия на теста за оцеляване на най-приспособените. И ги предизвикват да изградят все по-дълги вериги при все по-трудни условия. Молекулата QT45 се оказва победителка.

Пробив в копирането

След това учените провеждат експерименти в течна, солена смес от ледени кристали и течност, за да имитират условията на ранната Земя. В тази лабораторна установка молекулата QT45, която се състои само от 45 нуклеотида, доказва, че може да действа като полимераза. Тя изгражда комплементарна РНК верига и след това я използва като шаблон за създаване на чисто ново копие.

„Нашето проучване показва, че сложните функции, необходими за репликацията на РНК... ​​могат да бъдат изпълнени от РНК мотив само от 45 нуклеотида“, коментират изследователите в своята статия.

Според авторите на изследването, ако толкова малка молекула е способна да изпълнява сложни задачи като изграждане на нови нишки и самокопиране, молекулите, които дават начало на живот, вероятно ще бъдат по-често срещани.

„Откриването на полимеразна активност в малък РНК мотив предполага, че полимеразните рибозими са по-изобилни в пространството на РНК последователностите, отколкото се предполагахме."

Справка: Edoardo Gianni et al, A small polymerase ribozyme that can synthesize itself and its complementary strand, Science (2026). DOI: 10.1126/science.adt2760

Източник: Could the discovery of a tiny RNA molecule explain the origins of life? , Paul Arnold, Phys.org