Сейчас, два давешних ученых Университета Северной Каролины – Ричард Уолфенден, врач философии, и Чарльз Картер, врач философии – пролили новый свет на переход от стандартных блоков в судьбу примерно 4 миллиарда лет назад.«Отечественная работа говорит о том, что тесные связи между физическими особенностями аминокислот, генетического кода и сворачивания белка были, возможно, ответственны В первую очередь, задолго перед тем, как громадные, сложные молекулы прибыли в сцену», сообщил Картер, биофизики и преподаватель биохимии в Медицинской школе UNC. «Это близкое сотрудничество было возможно главный фактор в эволюции от стандартных блоков до организмов».
Их результаты, изданные в сопутствующих бумагах в Слушаниях Национальной академии наук, бросают вызов проблематичной «теории» мира РНК, которая устанавливает ту РНК – молекула, которая сейчас играет роли в кодировании, регулировании, и выражение генов – подняло себя от исконного космических химикатов и супа аминокислот, дабы позвать сперва маленькие белки, названные пептидами и после этого одноклеточные организмы.Уолфенден и Картер утверждают, что РНК не трудилась одна; в действительности было не более возможно, что РНК катализировала формирование пептида, чем это было для пептидов, дабы катализировать формирование РНК.
Открытие додаёт новый слой к истории того, как жизнь развилась миллиарды лет назад.Его имя было LUCAНаучное сообщество признает, что 3,6 миллиарда лет назад в том месте существовал последний универсальный неспециализированный предок либо LUCA, всех живых существ на данный момент на Земле.
Это было возможно организм единственной клетки. У этого было пара сотен генов. У этого уже были полные проекты повторения ДНК, синтеза транскрипции и белка РНК. У этого были все главные компоненты – такие как липиды – что имеют современные организмы.
От LUCA вперед, довольно легко видеть, как жизнь, потому, что мы знаем это, развилась.Перед 3,6 миллиардами лет, но, нет никакого веского доказательства о том, как LUCA был следствием кипящего котла химикатов, каковые сформировались на Земле по окончании создания планеты примерно 4,6 миллиарда лет назад.
Те химикаты реагировали, дабы организовать аминокислоты, каковые остаются стандартными блоками белков в отечественных собственных камерах сейчас.«Мы знаем большое количество о LUCA, и мы начинаем выяснять о химии, которая произвела стандартные блоки как аминокислоты, но между двумя имеется пустыня знания», сообщил Картер. «Мы кроме того не знали, как изучить его».Изучение UNC воображает заставу в той пустыне.«Врач Уолфенден установил физические особенности этих двадцати аминокислот, и мы нашли связь между генетическим кодом и теми свойствами», сообщил Картер. «Та сообщение намекает нам, что был второй, более ранний кодекс, что сделанный вероятным сотрудничества РНК пептида, нужные, дабы начать процесс выбора, что мы можем предположить создание первой жизни на Земле».
Так Картер сообщил, РНК не должна была изобретать себя от исконного супа. Вместо этого кроме того прежде были клетки, думается более возможным, что были сотрудничества между нуклеотидами и аминокислотами, каковые стали причиной co-созданию белков и РНК.Сложность от простотыБелки должны свернуться в особых способах функционировать верно.
Первая бумага PNAS, во главе с Wolfenden, говорит о том, что и полярности этих двадцати аминокислот (как они распределяют между нефтью и водой) и их размеры оказывают помощь растолковать процесс сворачивания белка – в то время, когда цепь связанных аминокислот устраивается, дабы организовать конкретную 3-мерную структуру, у которой имеется определенная биологическая функция.«Отечественные опыты показывают, как полярности аминокислот последовательно изменяются через широкий спектр температур методами, каковые не уничтожили бы главные отношения между сворачиванием и генетическим кодированием белка», сообщил Уолфенден, Выпускники Биофизики и Выдающийся профессор Биохимии.
Это было принципиально важно, дабы установить, по причине того, что, в то время, когда жизнь сперва формировалась на Земле, температуры были тёплыми, возможно намного более тёплыми, чем они сейчас либо в то время, когда животные и первые растения были установлены.Последовательность химических опытов с аминокислотами, проводимыми в лаборатории Уолфендена, продемонстрировал, что два свойства – размеры, и полярности аминокислот – были нужны и достаточны, дабы растолковать, как аминокислоты вели себя в свернутых белках и что эти отношения кроме этого держались при более больших температурах Почвы 4 миллиарда лет назад.
Вторая бумага PNAS, во главе с Картером, копается в том, как ферменты назвали синтетазы aminoacyl-тРНК признанной рибонуклеиновой кислотой передачи либо тРНК. Те ферменты переводят генетический код.«Думайте о тРНК как об адаптере», сообщил Картер. «Один финиш адаптера несет конкретную аминокислоту; второй финиш просматривает генетический проект той аминокислоты в РНК посыльного. Любая синтетаза соответствует одной из этих двадцати аминокислот с его собственным адаптером так, дабы генетический проект в РНК посыльного честно сделал верный белок каждым разом».
Анализ Картера говорит о том, что два разных финиша L-образной молекулы тРНК содержали свободные кодексы либо правила, каковые определяют что аминокислота выбрать. Финиш тРНК, которая несла аминокислоту, сортировал аминокислоты определенно в соответствии с размеру.
Второй финиш L-образной молекулы тРНК именуют антикодоном тРНК. Это просматривает кодоны, каковые являются последовательностями трех нуклеотидов РНК в генетических сообщениях что избранные аминокислоты в соответствии с полярности.Результаты Уолфендена и Картера подразумевают, что отношения между тРНК и физическими особенностями аминокислот – их полярностей и размеров – были очень важны в течение исконной эры Почвы. В свете прошлой работы Картера с весьма мелкими активными ядрами синтетаз тРНК называющиеся Urzymes сейчас думается возможным, что выбор размером предшествовал выбору в соответствии с полярности.
Данный заказанный выбор означал, что самые ранние белки не обязательно сворачивались в неповторимые формы, и что их неповторимые структуры развились позднее.Картер сообщил, «Перевод генетического кода есть связью, соединяющей предбиотическую химию с биологией».Он и Wolfenden считают, что промежуточная стадия генетического кодирования может оказать помощь решить два парадокса: как сложность была следствием простоты, и как жизнь поделила труд между двумя совсем вторыми видами полимеров: нуклеиновые кислоты и белки.
«То, что генетическое кодирование развивалось на двух последовательных этапах – первый из которых был довольно несложен – возможно одной обстоятельством, из-за чего жизнь смогла показаться, тогда как почва была все еще достаточно молода», отметил Уолфенден.Более ранний кодекс, что разрешил самым ранним закодированным пептидам связать РНК, быть может, предоставил решающее отборное преимущество. И эта примитивная совокупность имела возможность тогда подвергнуться процессу естественного отбора, так начав новое и больше биологической формы эволюции.
«Сотрудничество между РНК и пептидами было, возможно, нужно для яркого появления сложности», добавил Картер. «На отечественный взор это был мир РНК пептида, не мир Лишь ДЛЯ РНК».Национальные Университеты Здоровья финансировали эту работу.
Врач Уолфенден держит совместное назначение в отделе химии в Колледже Наук и Искусств в Чапел-Хилле UNC.