macroevolution

Один из возможных сценариев зарождения жизни предполагает существование в прошлом «протоклеток» с липидной оболочкой, в которых шел неферментативный матричный синтез (репликация) РНК. Проблема в том, что ионы магния, катализирующие репликацию РНК, разрушают липидные мембраны и способствуют распаду однонитевых молекул РНК. Нобелевский лауреат Джек Шостак (Jack W. Szostak) и его ученица Катажина Адамала (Katarzyna Adamala) преодолели это препятствие, добавив в среду хелатирующий агент — цитрат. Оказалось, что ионы магния в комплексе с цитратом по-прежнему катализируют репликацию РНК, но уже не повреждают мембраны и однонитевые РНК. Это открытие позволило ученым создать искусственные протоклетки, внутри которых синтез РНК идет без помощи белковых ферментов и рибозимов.

Окруженные липидными мембранами пузырьки — «протоклетки», в которых идет синтез РНК. Протоклетка растет за счет того, что в ее оболочку встраиваются молекулы жирных кислот, плавающие в окружающей среде в виде мицелл. Получающиеся нитевидные, ветвистые структуры распадаются на отдельные пузырьки при легком встряхивании. В протоклетки заранее помещены молекулы РНК с затравками-праймерами (двуспиральная часть молекулы) и однонитевым «хвостом», который нужно реплицировать. Активированные нуклеотиды из окружающей среды проникают в протоклетку путем диффузии. В присутствии комплекса из цитрата и ионов Mg²⁺ они участвуют в неферментативной репликации РНК. В результате достраивается фрагмент двойной спирали, выделенный красным цветом.

ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ