Życie na Ziemi - zagadki ciąg dalszy

Naukowcy z instytutu Scripps udowodnili, że proces ewolucji może zajść dla pojedyńczych cząsteczek RNA.

Jedna z najpopularniejszych teorii na temat początków życia na Ziemi mówi o tzw. "świecie RNA". RNA, które pozwala na przechowywanie informacji oraz służy jako katalizator reakcji chemicznych było by idealną substancją regulującą procesy życiowe najprymitywniejszych form życia. Badacze z Instytutu Scripps dowiedli, iż cząsteczki RNA mogą posiadać obie opisywane cechy jednocześnie.

Naukowcy zsyntetyzowali pulę różnych wariantów RNA, które umieszczono następnie w roztworze zawierającym nukleotydy - pojedyncze cząsteczki, których łączenie się w łańcuchy (polimeryzacja) jest podstawą tworzenia nowych nici RNA. Jak się okazuje, niektóre nici "współpracują" ze sobą w parach, przeprowadzając replikację obu z nich. Interakcja pomiędzy nićmi pozwala im wzajemnie odczytywać zapisaną w nich informację, a następnie, dobierając z roztworu odpowiednie nukleotydy, tworzyć ich kopie. Opisywany proces zachodzi tak długo, aż w roztworze zabraknie nukleotydów. Opracowany model to jedyny przypadek poza biologią, w którym zapisana w molekułach informacja została unieśmiertelniona!

Naukowcy sprawdzili również czy dwa rodzaje RNA mogą na siebie oddziaływać podobnie do dwóch gatunków organizmów żywych. W tym celu przeprowadzono syntezę dwóch rodzajów enzymatycznego RNA, które posiadały zdolność do replikacji. Po pewnym czasie formy niezdolne do wydajnego namnażania zanikały, zaś liczba cząsteczek replikujących się szybko wzrastała. Zsyntetyzowane cząsteczki umieszczono także w środowisku zawierającym pięć różnych substancji, które mogły zostać wbudowane do powstających molekuł, lecz nigdy wcześniej nie uczestniczyły w ewolucji któregokolwiek rodzaju RNA. Efektem doświadczenia była wyraźna specjalizacja poszczególnych "gatunków" - każdy z nich zmutował do postaci umożliwiającej optymalne wykorzystanie określonego składnika, lecz jednocześnie przestawał wykorzystywać związki używane przez cząsteczki z drugiej grupy.

Po kilkuset rundach replikacji zaobserwowano także zmianę schematu namnażania nici. Jeden z "gatunków" RNA pochłaniał niezwykle duże ilości substratów, drugi zaś zużywał zasoby nieco wolniej, lecz pojedyncza tura namnażania kończyła się dla niego wytworzeniem trzykrotnie większej liczby cząsteczek potomnych. Schemat ten przypomina różne strategie rozrodcze w świecie ożywionym, gdzie jedne zwierzęta składają tysiące jaj rocznie, zaś inne rodzą nieliczne potomstwo, lecz sprawują nad nim troskliwą opiekę.

Przeprowadzone przez instytut badania mogą stać się niezwykle istotne dla pojmowania procesu ewolucji i rozwoju życia na Ziemi.

Źródło: Kopalnia Wiedzy

Zobacz także:

• Życie na Ziemi - zagadka rozwiązana?