Интересные темы:

Гаджеты

Немного интересного:

В гипотезах о возникновении жизни появились новые факты

29.12.2011 Наука и жизнь

Первой «Молекулой Судьбы» на Земле могла быть не ДНК, не РНК, а соединение, сравнительно не так давно найденное учеными в цианобактериях.

Главным событием зарождения судьбы на Земле стало появление молекул способных к самовоспроизведению (репликации), другими словами, передаче генетической информации потомству. Все живые существа на Земле (за исключением нескольких групп вирусов, о принадлежности которых к живым существам, действительно, до сих пор ведутся оживленные дискуссии), как и все вымершие существа, каковые удалось к настоящему моменту найти, владеют ДНК-геномами, а их фенотип определяется кодируемыми в этих геномах разнообразными РНК и белками. Однако, имеется весомые обстоятельства считать, что появлению ДНК-протеинового мира три с половиной миллиарда лет назад предшествовали более простые формы судьбы, основанной на РНК.

‹ ›

В соответствии с догадке, совсем организованной Уолтером Гильбертом во второй половине 80-ых годов двадцатого века, на протяжении эры, именуемой «миром РНК», передаваемая генетическая информация кодировалась в молекулах РНК, а фенотип проявлялся в ряде каталитических особенностей РНК.В гипотезах о возникновении жизни появились новые факты Но подробности работы таких примитивных генетических совокупностей до сих пор остаются тайной.

Сравнительно не так давно была предложена догадка о существовании еще более ранних, чем РНК-организмы, форм судьбы, в соответствии с которой генетическая информация в первых живых совокупностях имела возможность передаваться при помощи так называемых пептидных нуклеиновых кислот (ПНК). Такие гипотетические полимерные молекулы ПНК, например, могли быть выстроены из мономеров N-(2-аминоэтил)глицина (АЭГ). Полимерные цепи ПНК, выстроенные на базе АЭГ (см. рисунок), синтезированы и деятельно исследуются.

В частности, последовательность фармацевтических компаний изучает возможность их медицинского применения в качестве «генетических глушителей», блокирующих работу определенных генов.
Но для принятия данной уникальной догадки до недавнего времени существовало очень значительное препятствие–аминоэтилглицин в природе не обнаруживался.

И вот, несколько американских и шведских ученых разместила в авторитетном издании PLoS ONE результаты собственной работы, в которой им удалось распознать присутствие АЭГ в некоторых цианобактериях. Это открытие есть воистину неожиданным и может привести к пересмотру отечественных представлений о зарождении судьбы на Земле.
Цианобактерии – одни из самые примитивных живых организмов, фотосинтетические грамотрицательные бактерии; на ранних этапах существования отечественной планеты они были одними из самые важных продуцентов атмосферного кислорода. Самый древние окаменелые останки цианобактерий, найденные в раннеархейских слоях породы в Западной Австралии, датируются 3,5 миллиардами лет назад. Цианобактерии – организмы-космополиты; кое-какие их представители, к примеру Prochlorococcus и Synechococcus, составляют большую часть океанического пикопланктона, другие – населяют экстремальные экосистемы, такие как геотермальные источники, гиперсоленые озера и вечную мерзлоту.

Авторы решили изучить содержание АЭГ в стерильных культурах штаммов цианобактерий из коллекции Университета Пастера. (АЭГ нашли в восьми штаммах из всех пяти морфологических групп, относящихся как к азотфиксирующим, так и не талантливым фиксировать азот цианобактериям.) Содержание АЭГ в этих штаммах было достаточно значительным и составляло от 281 до 1717 нг/г неспециализированной массы бактерий. Для подтверждения наблюдения ученые измеряли содержание АЭГ у цианобактерий, обитающих в естественных условиях водоемов пустынь Монголии, рек японии и морей Катара, и поняли, что содержание АЭГ в них в среднем кроме того выше, чем в стерильных культурах.

Геномы двух из изученных штаммов (Nostoc PCC 7120 и Synechocystis PCC 6803), по счастью, были всецело расшифрованными, что разрешило авторам соотнести уровень содержания АЭГ со степенью филогенетического родства цианобактерий. Оказалось, что, не обращая внимания на то, что их геномы совпадали всего на 37 процентов, уровень продукции АЭГ у этих штаммов был приблизительно однообразен. Наровне со свойством всех пяти морфологических групп цианобактерий синтезировать АЭГ, данный факт показывает, что свойство продуцировать АЭГ есть высоко консервативной и эволюционно примитивной изюминкой этих организмов.

эволюционная роль и Метаболические функции АЭГ до тех пор пока остаются малоизвестными. Однако, полученные результаты разрешают, по крайней мере, не отвергать соблазнительную догадку, что присутствие АЭГ в цианобактериях возможно образно назвать «эхом» самые ранних этапов зарождения судьбы на Земле, до появления «РНК-мира».

Иллюстрации: 1. Цианобактерия Nostoc под микроскопом. Большие клетки – гетероцисты, в которых происходит фиксация азота. 2. АЭГ [N-(2-аминоэтил)глицин] – малая молекула, способная к формированию цепи пептидной нуклеиновой кислоты (ПНК) методом полимеризации. A – мономер АЭГ. B – предполагаемая роль АЭГ в формировании цепей ПНК.

Три остатка АЭГ соединены с нуклеотидными основаниями (Base) ацетильной связью. С – предполагаемый паттерн фрагментации производного АЭГ 6-аминохинолил-N-сукцинимидил-карбамата (соотношение масса/заряд, m/z, – 459) в следствии столкновительно-индуцированной диссоциации, приводящей к образованию дочерних ионов с соотношением масса/заряд (m/z) 171, 214, 289 и 119.

Источник: Sandra Anne Banack, James S. Metcalf, Liying Jiang, Derek Craighead, Leopold L. Ilag, Paul Alan Cox. Cyanobacteria Produce N-(2-Aminoethyl)Glycine, a Backbone for Peptide Nucleic Acids Which May Have Been the First Genetic Molecules for Life on Earth. PLoS ONE 7(11): e49043. doi:10.1371/journal.pone.0049043

Создатель: Илья Щеглов

Источник: www.nkj.ru

Случайные записи:

ТОП 5 ТЕОРИЙ ЗАРОЖДЕНИЯ ЖИЗНИ НА ЗЕМЛЕ


Похожие статьи, которые вам понравятся:

Tags:  , ,