Ursuppe: Egyszerű módszer a DNS-re?

Az Erbmolek DNS sokkal korábban keletkezhetett volna, mint gondolnánk

Korai gyökerek: A genetikai molekula DNS sokkal korábban származhatott volna az "ősi levesből", mint azt korábban gondoltuk. Mivel a kutatók most felfedezték az utat, amelyen keresztül ez az örökletes molekula enzimek segítségével képződik. A primer „RNS-világból” a DNS-re, mint a genetikai információ domináns hordozójára való áttérés körülbelül 400 millió évvel korábban megtörtént volna - mondta a kutatók.

Hogyan és mikor alakult ki az első élet? Erre a kérdésre még mindig nincs egyértelmű válasz. Így a villám, üstökösök vagy akár speciális élőhelyek képesek voltak az első életmolekulák kezdeményezői. Ezenkívül az eredeti RNS-alapú élet kialakulhatott volna a jelenleg elterjedt DNS-molekula előtt. Míg a DNS építéséhez speciális enzimek szükségesek, addig az RNS-ben ez maga a genetikai molekulát veszi át építőelemeinek, ribozimeinek segítségével.

A cukor és az alap összekapcsolásának problémája

Most azonban a kutatók ellenérvet nyújtanak az RNS-világ ezen elgondolására. Oliver Trapp, a müncheni Ludwig-Maximilians Egyetem és csapata felfedezték, hogy a DNS előállítható komplex enzimek bevonása nélkül is. "Megtaláltuk a következetes útvonalat, amelyen keresztül a DNS nukleozidok képezhetők egyszerű, prebiotikus molekulákból" - magyarázzák a kutatók.

Alapvetően a DNS építőelemei egy nukleáris bázisból és egy cukorból, a dezoxiribózból állnak. E két molekula kapcsolásához általában enzimre van szükség. Ez azonban szükségtelen, ha a cukor nem a kész állapotban van a nukleobázhoz kapcsolva, hanem néhány reakció lépésben épül fel rá, amint Trapp és csapata kísérletileg bizonyítja.

Egyszerű reakció "normál" körülmények között

A DNS-állvány e kritikus lépéséhez viszonylag "normál" körülmények szükségesek - a hőmérséklet és az egyéb reakciókörülmények bonyolult megváltoztatására nincs szükség - mondta a kutatók. Ehelyett a kísérletekben víz, enyhén lúgos környezet és 40–70 Celsius fok közötti valósághő hőmérsékletek elegendőek a reakció előrehaladásához. kijelző

"A dezoxiribonukleozidok ilyen körülmények között képződnek az összes kanonikus purin- és pirimidinbázisból acetaldehiddel és cukorképző prekurzorokkal, például formaldehiddel, glikoaldehiddel és glicerialdehiddel való kondenzáció útján" - jelentette ki Trapp és csapata. A kísérletben a szintézis és a hozam sebessége elegendő volt ahhoz, hogy a termékek nagy szelektivitással képezzék a helyes térbeli elrendezést.

A DNS 400 millió évvel korábban a vártnál?

A kutatók szerint ez új fényt derít az "ősi leves" eseményeire: "Eredményeink azt a következtetést vonják le, hogy a DNS-világ sokkal korábban fejlődött ki, mint azt korábban gondoltuk" - mondja Trapp és munkatársai. Majdnem négy milliárd évvel ezelőtt az első DNS-molekulák létezhetnek az RNS-rel párhuzamosan, kb. 400 millió évvel korábban, mint azt korábban gondoltuk. (Angewandte Chemie, 2019; doi: 10.1002 / anie.201903400)

Forrás: Ludwig-Maximilians-Universit M nchen

- Nadja Podbregar