Около четырёх миллиардов лет назад на Земле начала зарождаться жизнь: первые молекулы жизни сформировались в предков современных белков и молекул РНК. Учёные, изучающие происхождение жизни, пытаются разобраться в особенностях этого процесса, то есть изучить реакции, которые привели к зарождению первых организмов.
Эти исследования привели к тому, что важнейшие ключи к разгадке кроются в эволюции рибосом − важнейших органоидов живой клетки, которые имеются у всех существующих видов. Ядро рибосомы остаётся неизменным практически у всего живого, в то время как внешние оболочки усложняются в зависимости от комплексности организма.
Биологи провели компьютерное моделирование по "раздеванию" рибосомы. Они "снимали" с неё временные слои до тех пор, пока не получилась структура первичной рибосомы.
"История рибосомы говорит нам о происхождении самой жизни. Мы работали на тонком уровне детализации, поскольку нам было необходимо понять, как рибосомы возникли и развивались", — говорит ведущий автор исследования Лорен Уильямс (Loren Williams), профессор Школы химии и биохимии в Технологическом институте Джорджии.
В биологии генетическая информация, хранящаяся в ДНК, транскрибируется в мРНК, которая затем выходит из клеточного ядра. Рибосомы у всех видов используют мРНК в качестве плана для строительства всех белков и ферментов, необходимых для жизни.
Ядра рибосомы одинаковы у людей, архей, дрожжей и бактерий, однако по мере развития организмов в ходе эволюции внешняя оболочка рибосом усложнялась. Именно это и продемонстрировала команда исследователей из Технологического института Джорджии.
Учёные сравнили трёхмерные структуры рибосом у видов различной степени биологической сложности, включая человека, дрожжей, бактерий и архей. Так они обнаружили, что структура рибосом менялась, однако ядра оставались прежними во всех организмах.
Свою работу биологи сравнивают с работой ботаников, которые разрезают растение, чтобы определить его возраст. В компьютерной модели Уильямс и его коллеги продемонстрировали последовательное усложнение рибосомы без изменений в её базовой структуре. На финальном этапе они "прокрутили" эволюцию назад во времени и увидели простейшую рибосому, с которой началась эволюция жизни на Земле.
В своей статье, опубликованной в журнале PNAS, учёные делают вывод, что эволюция может лишь добавить что-то к организму, но не может изменить первичную его структуру.
Вопрос о зарождении самой жизни по-прежнему остаётся открытым.
Также по теме:
Учёные открыли возможный путь самозарождения жизни
Нобелевскую премию по химии вручили за исследование ДНК
Создан новый метод генетического перепрограммирования бактерий
Сахар в космосе стал ещё одним свидетельством жизни
Генетики заставили мух синтезировать не существующие в природе белки
Искусственная ДНК изменит мир
Учёные работают над созданием синтетических дрожжей
