Милосердие 2
Jan. 17th, 2013 12:29 am![[personal profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/user.png){kind=small}
esperatorКонцепция РНК-мира, по которой жизнь на Земле началась с РНК, держится на каталитических свойствах некоторых молекул РНК. Однако до сих пор учёным не удавалось добиться от таких РНК полной саморепликации, а воспроизведение информации — это ведь ключевой момент для начала эволюции.
Исследователям из нескольких научных центров в США (среди которых Университет Портленда, Стэнфорд и Гарвард) удалось решить эту проблему. Они показали, как РНК могут дать материал для эволюции без самокопирования.
За основу учёные взяли сотрудничество между молекулами, и это главная идея их работы. В качестве модели они использовали 200-нуклеотидные рибозимы. Эти РНК могут зашивать разрывы в самих себе, если они случились в определённой последовательности нуклеотидов. Каталитический центр рибозима должен узнать место разрыва, то есть его нуклеотиды должны быть комплементарны тем, что находятся в разрыве. Разумеется, рибозим может таким образом заделать дыру не только в себе самом, но и в чужой молекуле.
Если же изменить последовательность каталитического центра рибозима, ввести в него мутацию, изменится и его специфичность. Скажем, если центр с нуклеотидами GAG ремонтировал разрыв между нуклеотидами CUC, то при мутации GAG в GCG он будет чинить уже не CUC, а CGC — в силу изменившейся комплементарности. А теперь представим, что у какого-то рибозима каталитический сайт мутировал, а сайты разрывов в его молекуле остались прежними. В этом случае он не сможет ремонтировать сам себя, зато в состоянии починить другую молекулу. А этот другой рибозим, наоборот, может предложить свои услуги первому.
Именно такой эксперимент и был поставлен, только вместо двух сотрудничающих рибозимов исследователи использовали три. Все молекулы были разрезаны пополам; при этом ни одна не могла отремонтировать сама себя, но была способна отремонтировать кого-то одного другого. Через какое-то время после их смешивания появилась популяция трёх целых рибозимов. Причём такая система допускала существование одной наполовину «эгоистичной» молекулы, которая могла ремонтировать как себя, так и другого.
На следующем этапе эксперимент усложнили: нуклеотиды каталитического центра и нуклеотиды в местах разрывов стали статистически случайными, то есть там стали возможны любые варианты последовательностей. В этом случае в одной популяции существовали как «эгоистичные» молекулы, так и кооперативные. Как пишут учёные в журнале Nature, саморемонтирующиеся рибозимы поначалу получали преимущество: в ближайшие полчаса они собирались быстрее, чем «альтруисты»-кооператоры. Но уже через четыре часа преимущество смещалось в пользу тех, кто ремонтировал чужие разрывы.
...
http://science.compulenta.ru/715810/
Исследователям из нескольких научных центров в США (среди которых Университет Портленда, Стэнфорд и Гарвард) удалось решить эту проблему. Они показали, как РНК могут дать материал для эволюции без самокопирования.
За основу учёные взяли сотрудничество между молекулами, и это главная идея их работы. В качестве модели они использовали 200-нуклеотидные рибозимы. Эти РНК могут зашивать разрывы в самих себе, если они случились в определённой последовательности нуклеотидов. Каталитический центр рибозима должен узнать место разрыва, то есть его нуклеотиды должны быть комплементарны тем, что находятся в разрыве. Разумеется, рибозим может таким образом заделать дыру не только в себе самом, но и в чужой молекуле.
Если же изменить последовательность каталитического центра рибозима, ввести в него мутацию, изменится и его специфичность. Скажем, если центр с нуклеотидами GAG ремонтировал разрыв между нуклеотидами CUC, то при мутации GAG в GCG он будет чинить уже не CUC, а CGC — в силу изменившейся комплементарности. А теперь представим, что у какого-то рибозима каталитический сайт мутировал, а сайты разрывов в его молекуле остались прежними. В этом случае он не сможет ремонтировать сам себя, зато в состоянии починить другую молекулу. А этот другой рибозим, наоборот, может предложить свои услуги первому.
Именно такой эксперимент и был поставлен, только вместо двух сотрудничающих рибозимов исследователи использовали три. Все молекулы были разрезаны пополам; при этом ни одна не могла отремонтировать сама себя, но была способна отремонтировать кого-то одного другого. Через какое-то время после их смешивания появилась популяция трёх целых рибозимов. Причём такая система допускала существование одной наполовину «эгоистичной» молекулы, которая могла ремонтировать как себя, так и другого.
На следующем этапе эксперимент усложнили: нуклеотиды каталитического центра и нуклеотиды в местах разрывов стали статистически случайными, то есть там стали возможны любые варианты последовательностей. В этом случае в одной популяции существовали как «эгоистичные» молекулы, так и кооперативные. Как пишут учёные в журнале Nature, саморемонтирующиеся рибозимы поначалу получали преимущество: в ближайшие полчаса они собирались быстрее, чем «альтруисты»-кооператоры. Но уже через четыре часа преимущество смещалось в пользу тех, кто ремонтировал чужие разрывы.
...
http://science.compulenta.ru/715810/
