Ученые впервые нашли убедительные доказательства того, что РНК и ДНК могли возникнуть из одного и того же набора молекул-предшественников до того, как на Земле появилась жизнь. Последнее открытие предполагает, что первые живые существа на нашей планете могли обладать как РНК, так и ДНК, как и все современные клеточные формы жизни...

РНК (рибонуклеиновая кислота) и ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) химически очень похожи друг на друга, но ученым никогда не удавалось показать, как одно химическое вещество могло превращаться в другое в ранней истории Земли без участия ферментов, продуцируемых ранними организмами. Поскольку химический путь между РНК и ДНК еще не обнаружен, предполагается, что РНК была основой первых форм жизни до появления ДНК.

РНК способна хранить генетическую информацию аналогично ДНК, она может катализировать биохимические реакции, такие как белковые ферменты, и, возможно, она могла бы выполнять основные биологические задачи, которые были бы необходимы для первых форм жизни.

Хотя исследования последних десятилетий, похоже, подтверждают гипотезу «мира РНК», исследовательская группа из Исследовательского института Скриппса США и Совета медицинских исследований Великобритании получила убедительные доказательства того, что РНК и ДНК могли образоваться примерно в одно и то же время у первых форм жизни. Например, исследование 2017 года выявило соединение, которое, вероятно, присутствовало на пребиотической Земле и могло выполнять важную задачу по слиянию строительных блоков РНК в более крупные цепи РНК – и могло бы делать то же самое со строительными блоками ДНК и белками.

Теперь ученые объединили свои выводы из этого исследования с недавним открытием, касающимся соединения под названием тиуридин, которое, как полагали, существовало на Земле до зарождения жизни и могло быть химическим предшественником нуклеозидных строительных блоков ранних РНК.

С помощью многоступенчатой химической реакции исследовательская группа смогла преобразовать предшественник строительного блока РНК в строительный блок ДНК дезоксиаденозин, который образует букву «А» в сегодняшнем четырехбуквенном коде ДНК. Альтернативно, также было возможно преобразовать тиоуридин в дезоксирибозу, которая очень тесно связана с дезоксиаденозином и также может быть предшественником ранних строительных блоков ДНК.

Последнее открытие предполагает, что ДНК и РНК, возможно, собрались вместе и присутствовали в первых формах жизни. Ученые не исключают, что РНК и ДНК могли даже быть смешаны вместе, чтобы сформировать первые гены. Такие организмы сегодня не встречаются в природе, но команда Института Скриппса недавно описала модифицированную бактерию, которая может выжить с генами, состоящими из смеси РНК и ДНК.

Ученые подозревают, что независимо от того, как зародилась жизнь, РНК и ДНК могли быстро распределить правильное разделение труда – ДНК заботилась о стабильном долгосрочном хранении генетической информации, а РНК выполняла свои собственные специальные наборы задач, включая краткосрочное хранение и транспортировку генетической информации, производство генетической информации и выработку белков. Сначала РНК и ДНК могли быть смешаны вместе, но разделились в зависимости от выполняемых задач.