Расшифрован первичный генетический код

По сообщению Physorg, группа специалистов из Скриппсовского исследовательского института под руководством Раманараянана Кришнамурти (Ramanarayanan Krishnamurthy) и Альберта Эшенмозера (Albert Eschenmoser) приблизилась к пониманию того, как именно могли выглядеть молекулы начального генетического материала жизни.

Известно, что основой генетического материала современных живых существ является двойная спираль молекулы ДНК, состоящая из полисахаридного «позвоночника» с прикрепленными блоками фосфатов. Генетическая информация кодируется в виде последовательности парных пуриновых (аденин и гуанин) и пиримидиновых (тимин и цитозин) оснований, прикрепляющихся определенным образом к «позвоночнику» и друг к другу.

Считается, что подобным же образом были организованы и молекулы первичного генетического материала, но их «позвоночник» состоял не из сахаридов и фосфатов, а мог быть построен из блоков, подобных пептидам. Основа пептидов – аминокислоты - уже присутствовали в «первичном бульоне», в котором зародилась жизнь, а вот что представляли собой основания, до сих пор неясно.

В поисках ответа на этот вопрос ученые из Скриппсовского института провели серию экспериментов, в которых в смоделированных «добиологических» условиях испытывалась способность разных потенциальных «строительных блоков» соединяться друг с другом в подобие первичной генетической молекулы - примитивного хранителя и передатчика информации. Исследовались соединения, которые могут передавать последующим поколениям молекул информацию о своем составе и строении.

Эксперименты с соединениями, родственными пиримидиновым основаниям, в основе которых имеется ароматическое кольцо с 4 атомами углерода и двумя – азота, показали, что они могут послужить хорошей основой. Поэтому были испытаны вещества с триазиновыми (ароматические соединения с тремя атомами углерода и тремя – азота) и аминопиридиновыми (имеющими дополнительные боковые группы, содержащие азот и водород) ядрами и с боковыми группами в разных сочетаниях.

В отличие от обычных оснований, эти соединения могут легко присоединяться к различным молекулам, которые могли бы служить прообразом «хребта» первичных генетических структур – например, состоящим из дипептидов или иных подобных компонентов. В результате проведенных экспериментов удалось получить молекулы, которые соединялись в специфические пары оснований не только друг с другом, но и с комплиментарными полосами ДНК и РНК, образуя подобие «четырехбуквенного» (аденин-цитозин-гуанин-тирозин) кода современного генного аппарата живых существ.

Как указывают авторы работы, их эксперименты свидетельствуют о том, что при возникновении первичного генетического материала ключевую роль играла не структура «позвоночника», а состав и строение оснований. Многие молекулы способны существовать при определенной пространственной организации, но немногие из них могут образовывать специфические комплиментарные пары. Проведенные опыты указывают на то, какие именно соединения могли лежать в основе зарождающегося генетического аппарата жизни.