Przyjrzyjmy się teraz sławetnemu, prezentowanemu nieomal z czcią w prasie — DNA, które w końcu składuje informację między innymi o nas samych. Raczej nikt nie traktuje DNA jako cząsteczki pionierskiej w świecie prebiotycznym. Jego spontaniczne powstanie jest praktycznie niemożliwe, mimo iż nawet deoksyryboza (cukier w nukleotydzie DNA — patrz poprzedni artykuł) jest bardziej stabilna od rybozy i bardziej reaktywna. Na dodatek, dowiedziono, że deoksyryboza rozpada się 2.6 raza wolniej w 100 st. C niż ryboza [5]. Najprawdopodobniej DNA powstało na zasadzie odwrotnej transkrypcji — kierunek jest tutaj odwrócony — już prawdopodobnie w obecności białek. DNA potrafiło przyjąć formę dwuniciową, nukleotyd U został podmieniony przez metylowany T — końcowym efektem była cząsteczka bardzo stabilna, wytrzymała i wiarygodna przy przekazywaniu i przechowywaniu informacji.

Ponieważ całkiem możliwym wydaje się, iż świat RNA wcale nie musiał być pierwszym systemem biochemicznym, naukowcy z pasją rozpoczęli poszukiwania tajemniczej cząsteczki, która zatarła po sobie wszelki ślad z miejsca zbrodni. Należałoby więc poszukać podejrzanego, któryby łatwo tworzył spontanicznie łańcuch, mógł nieść informacje genetyczną, najlepiej korzystając z języka zasad azotowych i w prosty sposób mógł przekazać pałeczkę dla RNA. Pozwolę sobie przedstawić teraz bardziej egzotycznych podejrzanych.

Jednym z ciekawszych kandydatów jest PNA [6] (z ang. peptide nucleic acid), który może zawierać informację, tworzyć komplementarne pary zasad, mając jednocześnie bardzo prosty, amidowy "kręgosłup" — spójrz na rysunek powyżej — tutaj porównanie do pojedynczej nici DNA. Co więcej, zostało dowiedzione, iż PNA może przekazać informację na RNA służąc jako matryca [7], przekazując funkcję temu ostatniemu.

Zespół badaczy z Bostonu sugeruje, że jedną z pierwszych genetycznych molekuł mogła być również cząsteczka TNA [8] bardzo podobna do RNA, tylko oparta na triozie, cukrze prostszym niż ryboza. Spójrz na rysunek obok (B oznacza base, czyli dowolną zasadę wchodzącą w skład łańcucha). Prace nad właściwościami trwają.

Również wciąż analizuje się właściwości p-RNA (z ang. pyranosyl-RNA), który bardzo łatwo formuje polimery, cukier zaś występuje w innej formie [9].

W mowie końcowej, szanowna ławo przysięgłych, trudno jest nie wskazać RNA jako wyraźnego faworyta, jednak przypomnijmy sobie, że formowanie się życia zachodziło około czterech miliardów lat temu. To co dziś mamy do dyspozycji, to bardziej poszlaki, niż mocne dowody. Zaznaczam jeszcze raz, iż pierwszy system biochemiczny mógł nie pozostawić zupełnie żadnych śladów w obecnym zestawie komórkowej maszynerii. Dlatego tajemnica może drzemie w innych, nietypowych cząsteczkach zdolnych do niesienia informacji? Obserwujmy więc uważnie najnowsze odkrycia biologii powstania życia, zanim główni podejrzani wyjdą za kaucją.

Proces w sprawie pierwszego systemu biochemicznego mamy za sobą, jednak coś tu nie pasuje nam w całości.....jakim cudem ta biochemiczna kakofonia zorganizowała się w funkcjonalne komórki? Ów cud postaram się przedstawić w następnym artykule. Serdecznie zapraszam.

Literatura:

1. Wilson et al., Nature, Vol. 374, 4/27/95

2. Unrau PJ, Bartel DP, „RNA-catalysed nucleotide synthesis.", Nature, 1998 Sep 17:395

3. Nitta I, Kamada Y, Noda H, Ueda T and Watanabe K, "Reconstitution of peptide bond formation with Escherichia coli 23S ribosomal RNA domains", Science, 281, 666-669

4. Stephen J. Sowerby and George B. Petersen, "Life Before RNA", Astrobiology, Vol. 2. No. 3, 2002

5. Jason P. Dworkin, Antonio Lazcano, Stanley L. Miller, „The roads to and from the RNA world", Journal of Theoretical Biology, 222 (2003) 127-134

6. Leslie E. Orgel, „The origin of life — a review of facts and speculations", TIBS 23, Dec. 1998

7. Bohler C, Nielsen PE, Orgel LE, „Template switching between PNA and RNA oligonucleotides.", Nature, 1995 Aug 17:376

8. www.scripps.edu/research/skaggs2001/sk05.html

9. Alan W. Schwartz, "Prebiotic evolution: Selecting for homochirality before RNA", Current Biology 1997, 7.

Po przeczytaniu tego tekstu, czytelnicy często wybierają też: Pierwsze błony komórkowe Jak powstało życie?

Comment on this article..   See comments (3)..

Send text to e-mail address..

Print-out version..    PDF    MS Word

Marcin Klapczyński Ukończył biologię molekularną na Uniwersytecie Adama Mickiewicza w Poznaniu. Pracował jako Research Specialist in Health Science w Department of Anatomy and Cell Biology na University of Illinois w Chicago. Obecnie pracuje jako Associate Cell Biologist / Histologist w Abbott Laboratories (Illinois). Specjalizuje się w ekspresji białek 'od zera', hodowlach linii komórkowych, symulacji in vitro procesów zachodzących w komórkach. Jego pasją jest teoria ewolucji, w szczególności ewolucja systemów biochemicznych i pochodzenie życia we Wszechświecie.  Number of texts in service: 22  Show other texts of this author  Number of translations: 1  Show translations of this author  Newest author's article: Wykonanie statywu Dobsona, złożenie i kolimacja teleskopu