Жизнь в том виде, в каком мы её знаем, основана на сложнейшей сети взаимодействий, которые непрерывно происходят в клетках на микроскопическом уровне...

В нашем организме каждый день бесчисленное количество раз повторяется один фундаментальный процесс — репликация. Специальные белки́ дублируют генетическую информацию, закодированную в ДНК, молекулы которой хранятся в ядре клетки, до того, как распределить их поровну между двумя дочерними клетками во время деления.

Затем информация избирательно копируется («транскрибируется») в так называемые молекулы матричной РНК (мРНК), которые, скажем так, являются шаблоном (матрицей) для синтеза множества различных белков, необходимых для соответствующего типа клеток.

Второй тип РНК — транспортная РНК (тРНК) — обеспечивает взаимодействие аминокислоты, рибосомы и матричной РНК (мРНК) в ходе трансляции. тРНК действует как посредник между мРНК и белка́ми, обеспечивая, чтобы аминокислоты, из которых состоит каждый конкретный белок, соединялись в последовательности, заданные соответствующей мРНК.

Вот тут мы сталкиваемся с классической проблемой яйца и курицы: белки́ необходимы для транскрипции генетической информации, но сам их синтез зависит от транскрипции.

Физики, кажется, нашли решение этой загадки, что может дать ответ на вопрос о происхождении жизни вообще.

Они показали, что незначительные изменения в структуре современных молекул тРНК позволяют им начать автономно взаимодействовать, образуя своего рода модуль репликации, который способен самостоятельно экспоненциально воспроизводить информацию.

Это открытие подразумевает, что молекулы тРНК, являясь сегодня лишь посредниками между транскрипцией и трансляцией в клетках, на начальных этапах зарождения жизни могли быть решающим звеном между репликацией и трансляцией, по сути, «создав» принцип кодирования генетической информации, дав в итоге ответ на один из самых главных вопросов жизни: что было первым — генетическая информация или белки́?

Собственно, давать итоговый ответ ещё рано, но учёные склоняются к тому, что белки́ являются первичными. Подобно дальнейшему течению эволюции жизни на Земле, эволюция репликации и трансляции — и сложная взаимосвязь между ними — не была результатом внезапного единственного шага. Таким образом, возникновение генетической информации как таковой лучше воспринимать, как кульминацию эволюционного пути.

Лабораторные исследования происхождения жизни и возникновения дарвиновской эволюции на уровне химических полимеров, помимо прочего, имеют огромное значение для будущего биотехнологий (к примеру, когда речь идёт о создании «живых материалов»).

Ну а в целом, подобные исследования приближают нас ещё на один шаг к реконструкции происхождения жизни и ответу на вопрос «с чего началась жизнь?».Источник: "Science & Future"