Життя на нашій планеті могло початися з білків, а не з РНК, як думають багато вчених. Нова модель показує, як прості біополімери могли згортатися в складні структури, що самовідтворюються і каталізують хімічні реакції.
За популярною теорією "РНК-світу", РНК - це перша біомолекула, яка з'явилася на Землі і започаткувала процес еволюції. РНК може не тільки зберігати інформацію, але й виконувати функції ферментів, як білки. Однак РНК дуже складна молекула, і незрозуміло, як вона могла сформуватися в суворих умовах передбіотичного світу.
Два американські вчені, Кен Ділл і Рональд Цукерманн, запропонували альтернативну модель, яка базується на білках. Вони стверджують, що білки могли бути найпростішими біомолекулами, що самовідтворюються. Їхня модель була опублікована в журналі PNAS цього літа.
Науковці розглядають 20 амінокислот, з яких складаються білки, як два типи мономерів: гідрофобні і полярні. В своєму дослідженні вони промоделювали, як ці мономери з'єднуються в послідовності і згортаються в двовимірній решітці. Вони показують, що деякі з цих послідовностей можуть утворювати компактні структури, які мають посадкові майданчики для гідрофобних мономерів. Ці посадкові майданчики можуть прискорювати зростання полімерів, діючи як каталізатори.
Деякі з цих полімерів можуть мати власні каталізатори, які допомагають їм розмножуватися. Вони також можуть утворювати автокаталітичні набори, у яких вони взаємно сприяють один одному. Це може призвести до експоненційного зростання кількості молекул і перетворення пребіотичного супу в біохімічний суп.
"Це як створити лісову пожежу", - каже Ділл. - "У цьому вся магія: здатність маленької події використовувати великі події".
Водночас запропонована модель ставить під сумнів походження життя, заснованого на РНК. Вони аргументують, що білки були більш природними кандидатами на роль перших біомолекул, бо їх було простіше зробити, ніж нуклеїнові кислоти.
Система зберігання інформації в найраніших формах життя була більш примітивною, ніж РНК. Вони гадають, що РНК могла з'явитися пізніше, як результат еволюції білків. Це може бути прикладом розширеного еволюційного синтезу, який враховує різні рівні організації життя.
Щоб перевірити свою модель, Ділл і Цукерманн планують провести експерименти з пептоїдами - штучними полімерами, які імітують білки. Вони хочуть дослідити, як пептоїди згортаються і чи можуть вони бути каталізаторами. Вони сподіваються, що це допоможе їм розкрити таємницю походження життя на Землі.
Традиційні теорії виникнення життя на Землі
Крі дарвінізму та неодарвінізму, в білогії розглядаються ще декілька версій еволюцілгізму. Найбільш популярні:
Мимовільне зародження - це стара наукова гіпотеза, згідної якої життя виникало неодноразово з неживої речовини під дією природних сил. Але гіпотеза була спростована експериментами Луї Пастера, який показав, що життя може походити тільки від іншого життя. Хоча тут потрібно зауважити, що сам Пастер не займався еволюціоністкою, а його теорія в кінцевому випадку вимагає “першоджерела”, тобто її можна розглядати як особливу версію креаціонізму.
Панспермія - це космогонічна гіпотеза, згідно з якою життя занесене на Землю з інших планет або зірок за допомогою метеоритів, комет або космічного пилу. Однак теорія не має достатніх доказів у вигляді скам'янілих мікроорганізмів на метеоритах.
Інших варіантів насправді сучасна наука не розглядає. А тому питання про виникнення життя на Землі залишається відкритим для дискусій.
Для довідки:
Генетика за останні 30 років перетворилася на важливий компонент теорії еволюції, адже вона досліджує, як спадкова інформація передається від покоління до покоління і як вона змінюється під впливом біологічних та екологічних факторів.
Генетика допомагає пояснити, як виникають нові ознаки, як відбувається адаптація до навколишнього середовища, як формуються нові види і як зберігається біологічне різноманіття.
Генетика також дозволяє встановити спорідненість між різними організмами і відтворити їхню еволюційну історію. Тепер біологія може системно вивчати всі форми життя - від вірусів до появи людини.
