PNAS: РНК могла сформироваться на Земле 4,3 млрд лет назад

Международная группа ученых представила новые данные, указывающие на то, что молекулы РНК — вероятные первые носители генетической информации на Земле — могли возникнуть естественным путем около 4,3 млрд лет назад.

Как говорится в исследовании, опубликованном в журнале PNAS, авторы описали шестиэтапный механизм синтеза РНК из простых органических соединений, который мог протекать без какого-либо внешнего вмешательства, передает Vesti.az.

Согласно выводам ученых, такой процесс был возможен в условиях ранней Земли.

Ключевую роль в формировании РНК, по данным исследования, играли бораты — минеральные соединения бора. Они направляли химические реакции в нужном направлении и препятствовали образованию неэффективных побочных структур. Эксперименты показали, что бораты не только не мешали другим этапам синтеза, но в ряде случаев даже ускоряли их.

Исследователи полагают, что все необходимые условия могли существовать в водоносных слоях, окруженных базальтовыми породами. Подобные геологические структуры встречаются, в частности, в Исландия и на Гавайи. Простейшие органические молекулы, формировавшиеся в атмосфере из углекислого газа и формальдегида, попадали в воду, где под действием бора превращались в рибозу — сахарный компонент РНК. Затем фосфорные соединения связывали рибозу с азотистыми основаниями, формируя нуклеотиды — базовые элементы РНК.

Особое значение в модели ученых придается астероидным ударам. Столкновения с небесными телами диаметром около 500 км, сопоставимыми с астероидом Веста, временно насыщали атмосферу железом, создавая восстановительную среду, необходимую для синтеза азотистых оснований. При этом такие удары были недостаточно разрушительными, чтобы уничтожить уже накопленные органические соединения, обеспечивая, по мнению авторов, оптимальные условия для зарождения жизни.

Отмечается, что аналогичные условия могли существовать и на древнем Марсе в так называемый Ноев период около 4 млрд лет назад. На поверхности планеты обнаружены значительные запасы бората, а среда для синтеза органических молекул могла быть даже более благоприятной, чем на ранней Земле. Однако вопрос о том, привело ли это к возникновению жизни и существует ли она сейчас, остается открытым.

Авторы подчеркивают, что предполагаемое время синтеза РНК — около 4,3 млрд лет назад — предшествует оценкам молекулярных часов, указывающим на расхождение трех царств земной жизни примерно 4,2 млрд лет назад, а также появлению изотопно «легкого» углерода в цирконах возрастом около 4,1 млрд лет, который может быть древнейшим свидетельством жизни. Вместе с тем ученые признают, что одна из ключевых загадок по-прежнему не решена — происхождение гомохиральности, то есть одинаковой «зеркальной» структуры всех молекул РНК, необходимой для дарвиновской эволюции.

Ранее марсоход Perseverance обнаружил в кратере Езеро горные породы с признаками, которые могут указывать на следы древней микробной жизни. Об этом говорится в исследовании, опубликованном в журнале Nature, где описаны необычные минеральные образования в формации Bright Angel на западной окраине кратера.