Question

На основе каких молекул и как возник механизм генетического копирования и ферментации? ответ проиллюстрируйте примерами.

Answer 1

В живых организмах практически все процессы происходят в основном благодаря ферментам белковой природы. Белки, однако, не могут самореплицироваться и синтезируются в клетке de novo на основании информации, заложенной в ДНК. Но и удвоение ДНК происходит только благодаря участию белков и РНК. Образуется замкнутый круг, из-за которого в рамках теории самозарождения жизни приходилось признать необходимость не только абиогенного синтеза обоих классов молекул, но и спонтанного возникновения сложной системы их взаимосвязи.
В начале 1980-х годов в лаборатории Т. Чека и С. Олтмана в США была открыта каталитическая способность РНК. По аналогии с ферментами (англ. enzyme) РНК-катализаторы были названы рибозимами, за их открытие Томасу Чеку в 1989 году была присуждена Нобелевская премия по химии. Более того, оказалось, что активный центр рибосом содержит большое количество рРНК. Также РНК способны создавать двойную цепочку и самореплицироваться.
Таким образом, РНК могли существовать полностью автономно, катализируя «метаболические» реакции, например, синтеза новых рибонуклеотидов и самовоспроизводясь, сохраняя из «поколения» в «поколение» каталитические свойства. Накопление случайных мутаций привело к появлению РНК, катализирующих синтез определённых белков, являющихся более эффективным катализатором, в связи с чем эти мутации закреплялись в ходе естественного отбора. С другой стороны возникли специализированные хранилища генетической информации – ДНК. РНК сохранилась между ними как посредник.
Согласно известной теории «РНК-мира», изначально молекулы РНК в первых живых организмах играли роль белков и ДНК. В дальнейшем постепенно белки начали осуществлять управление клеточными процессами.
Генетическая информация стала храниться в ДНК. В настоящее время ученые осуществляют попытку повторить процесс зарождения жизни в лабораторных условиях.
Ученые стремятся узнать, как именно сформировались первые РНК-молекулы, каков был механизм их первого копирования, а также каким образом их в заместило ДНК с белками.
Первые эксперименты были проведены еще в 50-х годах прошлого столетия. Тогда было показано, что одиночные звенья соединяются в двойной спирали генетического кода только одним-единственным способом.