Scisne?

Первые белки могли работать без участия РНК

Комментарии: 0
Белок может приобрести стабильную пространственную структуру, даже если он сложен почти полностью из аминокислот, которые можно синтезировать без «живых» ферментов.

Среди теорий о возникновении жизни на Земле особой популярностью пользуется гипотеза мира РНК. РНК, как известно, может служить катализатором, и на заре жизни такие молекулы РНК могли одновременно и нести специфический наследственный код, и сами же его передавать от одного поколения молекул другому.

Однако, как полагает Майкл Блейбер из Университета штата Флорида (США), белки рано списывать со счетов. В статье, опубликованной в журнале PNAS, г-н Блейбер и его коллеги утверждают, что белки вполне могли возникнуть и функционировать без помощи нуклеиновых кислот. Как известно, правильная работа белковой молекулы зависит от её пространственной укладки, которая определяется последовательностью аминокислот. Эта трёхмерная структура определяет всякое взаимодействие белка с любыми другими молекулами. Можно предположить, что белок становится белком, когда в нём есть достаточное количество разных аминокислот, — их разнообразие и количество определяет разнообразие и тонкость настройки пространственной структуры. А большое количество разнообразных аминокислот требует шаблона для синтеза, и тут мы упираемся в необходимость РНК.

Элементы вторичной структуры (цветные) прионного белка, вписанные в конечный пространственный рельеф молекулы.Элементы вторичной структуры (цветные) прионного белка, вписанные в конечный пространственный рельеф молекулы. (Рисунок UWMadisonCALS.)

Но учёным удалось показать, что в определённых условиях пространственные структуры могут складываться из очень небольшого числа аминокислотных блоков. Среди аминокислот есть десяток таких, которые для своего синтеза не требуют сложной ферментной системы живой клетки. Иными словами, эти аминокислоты могли существовать до появления жизни. Учёные предположили, что из этих десяти аминокислот, не нуждающихся в «живых» ферментах, могут получиться пептиды, способные приобретать белковую пространственную структуру.

Исследователи продемонстрировали, что такие упрощённые белки действительно могут приобретать сложную пространственную структуру: число аминокислот удалось понизить до 12, из которых 80% были те, которые не требуют «живого синтеза». То есть двенадцати видов аминокислот достаточно, чтобы сделать белок со стабильной пространственной структурой (при этом, разумеется, аминокислоты могут повторяться и входить в молекулу в разных количествах и в разной последовательности). Хотя такой белок, как видим, не на 100% состоит из «неживых» аминокислот, можно допустить, что для этого нужны особые внешние условия, благоприятные для сворачивания аминокислотных цепей столь необычного состава.

Те белковые молекулы, что были описаны авторами работы, отличались тягой к кислой и высокосолевой среде, то есть могли приобретать пространственную укладку в довольно экстремальных внешних условиях. Во времена возникновения жизни, надо думать, такие условия были не такой уж редкостью.

Подготовлено по материалам Университета штата Флорида.

Кирилл Стасевич
08 апреля 2013 года
compulenta
Комментарии: 0