Животът се е появил на нашата планета около половин милиард

Животът се е появил на нашата планета към половин милиард години след възникването на Земята, т.е. преди към 4 милиарда години – точно тогава се е зародил първият общ предшественик на всички живи същества.

Той е съставляват една-единствена клетка, чийто генетичен код е включвал няколкостотин гена. Тази клетка имала всичко належащо за живот и бъдещо развиване – механизми, отговарящи за синтеза на белтъци, възпроизводството на наследствена информация и направата на рибонуклеинова киселина (РНК), която също дава отговор за кодирането на генетични данни.

Учените разбрали, че първият общ предшественик на всички живи същества се е зародил от по този начин наречения примитивен бульон – аминокиселини, зараждащи от съединенията на водата с химичните детайли, с които са били изпълнени водоемите на младата Земя.

Възможността за образуване на аминокиселини от сместа химични детайли е била потвърдена вследствие на опита на Милър–Юри. В хода на опита Стенли Милър моделирал атмосферните условия на Земята преди към 4 милиарда години, като запълнил тяхната примес с газове – метан, амоняк, въглерод и въглероден окис, и допълнил вода. После пуснал през колбата електричество, което трябвало да създаде резултат на разряди на мълнии.

В резултат от взаимоотношението на веществата Милър получил в колба пет аминокиселини – главните строителни детайли на всички белтъци.

Половин век по-късно, през 2008 година, откривателите провели още един разбор на съдържимото на колбите, които Милър съхранявал, и изяснили, че в действителност сместа от артикули съдържала надалеч не 5 аминокиселини, а 22, просто създателят на опита не е могъл да ги разпознава преди няколко десетилетия.

След това пред учените застанал въпросът за това, какви от трите съществени молекули, съдържащи се във всички живи организми (ДНК, РНК или белтъци) са станали идната степен за образуване на живота. Сложността на този въпрос е в това, че процесът по формиране на всяка от трите молекули зависи от две други и не може да бъде сбъднат в нейно неявяване.

По подобен метод учените трябвало да признаят опцията от образуване по едно и също време на два класа молекули вследствие на инцидентна сполучлива композиция от аминокиселини, или да се съгласят с това, че структурата на техните комплицирани взаимовръзки се е образувала непринудено, чак след възникването на всички три класа.

Проблемът бил решен през 80-те години, когато Томас Чек и Сидни Алтман разкрили способността на РНК да съществува изцяло самостоятелно, встъпвайки като ускорител на химични реакции и синтезирайки нови, аналогични РНК. Това изобретение е довело до появяването на „ хипотезата за света на РНК “, изказана за първи път от микробиолога Карл Везе през 1968 година и дефинитивно дефинирана от биохимика и лауреат на Нобелова премия по химия Уолтър Гилбърт през 1986 година

Същината на тази доктрина е в това, че за основа на живота се признават молекулите на рибонуклеиновата киселина, които в процеса на самовъзпроизвеждане са натрупвали разновидности. Тези разновидности в последна сметка са довели до способността на рибонуклеиновата киселина да основава белтъци. Белтъчните съединения се явяват по-ефективен катализатор от РНК и точно по тази причина създаваните от тях разновидности са се закрепили в процеса на естествения тим.

Едновременно с това са се формирали и „ хранилищата “ на генетична информация – ДНК. Рибонуклеиновите киселини са се съхранили като медиатор сред ДНК и белтъците, изпълнявайки голям брой разнообразни функционалности.

Те съхраняват информация за последователността на аминокиселините в белтъците, придвижват аминокиселините на мястото на синтез на пептидните връзки, вземат присъединяване в регулирането на степента на интензивност на едни или други гени.

Сега учените нямат еднопосочни доказателства, че сходен синтез на РНК вследствие на инцидентни съединения на аминокиселини е вероятен, въпреки избрани потвърждения да има – през 1975 година учените Манфред Сампер и Рудигер Люс показали, че при избрани условия РНК може непринудено да възникне в примес, съдържаща единствено нуклеотиди и репликаза, а през 2009 година откривателите от Манчестърския университет потвърдили, че уридин и цитидин – съставните елементи на рибонуклеиновата киселина – може да са се синтезирали в изискванията на ранната Земя.

И въпреки всичко някои откриватели не престават да подлагат на критика „ хипотезата за света на РНК “ заради извънредно ниската възможност от непринудено пораждане на рибонуклеиновата киселина, притежаваща каталитични свойства.

Учените Ричард Уулфенден и Чарлз Картър от университета на Северна Каролина са предложили своя версия на образуването на живота от първичния „ строителен материал “. Те считат, че аминокиселините, образувани от набора съществуващи на Земята химични детайли, са станали база за образуването на не на рибонуклеиновите киселини, а за други, по-прости субстанции – белтъчните ензими, които са създали допустима появяването на РНК. Изследователите са разгласили резултатите от своята работа в сп. .

Ричард Уулфенден анализирал свойствата на 20 аминокиселини и стигнал до извода, че аминокиселините може независимо да обезпечават процеса по образуване на структурата на пълностоен белтък. Тези белтъци на собствен ред се явяват ензими – молекули, ускоряващи химичните реакции в организма. Чарлз Картър траял работата на своите сътрудници, давайки за образец ензима аминоацил-тРНК-синтетаза за голямото значение, което ензимите може да са играли за по-нататъшното развиване на основите на живота – тези белтъчни молекули са способни да разпознават транспортните рибонуклеинови киселини, осигурявайки тяхното сходство на генетичния код и организирайки по този метод вярното предаване на генетична информация на идващите генерации.

Според създателите на проучването те са съумели да открият това „ изчезнало звено “, което е било промеждутъчен стадий сред образуването на аминокиселините от първичните химични детайли и образуването на комплицирани рибонуклеинови киселини от тях. Процесът на формиране на белтъчни молекули е много елементарен спрямо образуването на РНК, а неговата реалистичност е била потвърдена от Уулфенден с проучването на 20-те аминокиселини.

Изводите на учените дават отговор на още един въпрос, който от доста време вълнува откривателите: по кое време се е случило „ разделянето на труда “ сред белтъците и нуклеиновите киселини, към които се отнасят ДНК и РНК. Ако теорията на Уулфенден и Картър е вярна, то може самоуверено да се твърди, че белтъците и нуклеиновите киселини са си „ поделили “ главните функционалности в зората на възникването на живота, а точно – преди към 4 милиарда години.