Mokslininkai įminė gyvybės atsiradimo paslaptį

Egzistuoja plačiai paplitęs mokslinis sutarimas apie evoliuciją, kuri vyko nuo pirmųjų ląstelių, kol atsirado augalai ir gyvūnai. Tačiau tai, kaip šie statybiniai blokai buvo surinkti į baltymus, iš kurių vystėsi augalai ir gyvūnai, vis dar išlieka paslaptis. Dabar du Šiaurės Karolinos universiteto mokslininkai, daktaro laipsnius turintys Richardas Wolfendendas ir Charlesas Carteris pateikė naujų įžvalgų, kaip iš pirminių elementų mūsų planetoje susiformavo gyvybė.

„Mūsų darbas parodo, kad sąsaja tarp fizinių aminorūgščių savybių, genetinio kodo ir baltymų susilankstymo, buvo esminė nuo pat pradžių, dar gerokai iki tol, kol susiformavo įmantrios molekulės, – sakė biochemijos ir biofizikos profesorius C.Carteris. – Ši artima sąveika greičiausiai buvo esminis faktorius evoliucijoje nuo statybinių medžiagų iki organizmų.“

Jų tyrimas, išspausdintas „Proceedings of the National Academy of Sciences“, gilinasi į „RNR pasaulio“ teoriją, kurioje postuluojama, kad molekulė, kuri šiandieną vaidina svarbų vaidmenį kodavime, reguliavime ir genų išreiškime, atsirado iš pirmapradės sriubos aminorūgščių ir kosminių chemikalų, iš kurių susidarė pirmieji baltymai, vadinami peptidais, o vėliau – vienaląsčiai organizmai.

Mokslininkai teigia, kad RNR nedirbo viena – tai, kad RNR katalizavo peptidų formavimąsi, nebuvo labiau tikėtina negu kad peptidai katalizavo RNR formavimąsi. Šis atradimas prideda dar vieną naują sluoksnį pasakojime apie tai, kaip prieš milijardus metų atsirado gyvybė.

Mokslininkų bendruomenė sutaria, kad prieš 3,6 mlrd. metų egzistavo vienas bendras protėvis, dar vadinamas LUCA, iš kurio vystėsi visi kiti Žemėje gyvenantys organizmai. Tai greičiausiai buvo vienaląstis organizmas, turėjęs kelis šimtus genų.

Jis jau turėjo DNR replikacijos, baltymų sintezės ir RNR transkripcijos pėdsakus. Taip pat ji turėjo visus bazinius komponentus, tokius, kaip lipidai, kuriuos turi modernūs organizmai. Nuo to meto, kai atsirado LUCA, jau pakankamai aišku, kaip susiformavo gyvybė.

Tačiau nėra įrodymų, kaip LUCA daugiau nei prieš 3,6 mlrd. metų iškilo iš verdančio katilo cheminių medžiagų, susidariusių Žemėje maždaug prieš 4,6 mlrd. metų. Tie chemikalai reagavo ir suformavo aminorūgštis, kurios sudaro mūsų šiandieną tebeturimus baltymų blokus.

„Mes daug žinome apie LUCA ir pradedame vis daugiau suprasti apie chemiją, iš kurios susidarė aminorūgščių statybos blokai, tačiau tarp jų yra žinių trūkumas, – sakė Carteris. – Mes net nežinojome, kaip jį ištirti.“

Dr. R. Wolfendendas nustatė 20 aminorūgščių fizines savybes, o mes suradome ryšį tarp šių savybių ir genetinio kodo, – kalbėjo Carteris. – Šis ryšys leidžia daryti prielaidą, kad buvo antrasis, ankstesnis kodas, kuris leido vykti peptidų – RNR sąveikai, būtinai atrankos procesui, kuris paėjo sukurti pirmąją gyvybę Žemėje.“

Tokiu būdu, pasak Carterio, RNR neturėjo atsirasti iš pirmapradės sriubos. Vietoje to, net iki tol, kol buvo ląstelės, panašu, kad buvo susijungimų tarp aminorūgščių ir nukleotidų, kurie privedė prie baltymų ir RNR sukūrimo.