© Sergey Nivens | Shutterstock.
Миллиарды лет назад, когда Земля была еще совсем юной, и жизнь, какой мы ее знаем, еще не зародилась, предшественники первых живых организмов являлись, вероятно, самореплицирующимися РНК. Ученые считают, что «мир РНК» обеспечил основу существующей жизни.
Но главная часть того мира — РНК — была отодвинута в сторону. Вместо РНК зашифровкой нашей генетической информации занимается ДНК. Как это получилось?
Изучив атомы, которые входят в состав каждой молекулы ДНК, Хашим Аль-Хашими, биохимик из Университета Дьюка (США), пришел к выводу, что нашел ответ: ДНК способна на изменение формы, а РНК — нет. По этой причине ДНК более устойчива и является лучшим хранилищем для кода, который нас «программирует».
Секрет успеха ДНК, говорит Аль-Хашими, — так называемые Хустгиновские пары, которые были открыты биохимиком Карстом Хугстином в 1960-х гг.
В 2011 году Аль-Хашими и команда ученых изучили молекулы ДНК с помощью метода спектроскопии ядерного магнитного резонанса, который позволяет исследователям визуализировать, что происходит на молекулярном уровне.
Оказалось, что пары оснований нуклеиновой кислоты, которые составляют ступени винтовой лестницы ДНК, переходят из одной формы в другую. «Можно представить, что молекула танцует», — говорит Аль-Хашими.
Обнаружив этот феномен в ДНК, Аль-Хашими заинтересовался, будет ли РНК вести себя таким же образом. Ученый и его коллеги добавили метильную группу в нить РНК.
Оказалось, что молекулы РНК неспособны формировать Хустгиновские пары. Вместо того чтобы меняться, приспосабливаясь к повреждению, они распадались на части.
«Если бы наши геномы были бы сделаны из РНК, была бы большая вероятность, что они не могли бы противостоять химическому повреждению, — сказал Аль-Хашими. — Похоже, что способность ДНК компенсировать ущерб — одна из причин, почему геномы у нас развились на базе ДНК».
