То есть, отсюда следуе
т, что существует небольшая фракция РНК, которая действительно соответс
твует ДНК и которая является переносчиком информации между ДНК и белкам
и, но при этом основная масса РНК, очевидно, выполняла какую-то другую фун
кцию Ц структурную или функциональную. И на самом деле отсюда, по-видимо
му, стоит начать отсчёт этой истории со всякими нетрадиционными функция
ми РНК, которая, в конце концов, привела к идее рибозимов и идее РНК-мира.
Но здесь, я думаю, стоит сначала обсудить, откуда взялась идея рибозимов и
РНК-ферментов. Я, когда был ещё студентом, собственно, наблюдал всю эту ис
торию с самого начала. Потому что это всё произошло сравнительно недавно
, в начале 80-х годов. Я тоже интересовался происхождением жизни и в какой-т
о момент понял, что на самом деле центральным вопросом в происхождении ж
изни является вопрос о том, как нуклеиновые кислоты, информация, которая
находится в нуклеиновых кислотах, переводится в информацию белковую. И в
озникла тогда такая идея, что, возможно, те белки, которые устанавливают с
оответствие между аминокислотами и нуклеотидами, на самом деле являлис
ь не чисто белками, а состоят из белковой части и нуклеиновой части. И я ст
ал собирать информацию о разных ферментах, которые были белками, но при э
том содержали в себе нуклеиновые кислоты. И в литературе было несколько
таких примеров.
Во-первых, Сидни Олдман в Йельском университете показал, что есть такой ф
ермент, который специфически расщепляет определённую РНК и этот фермен
т состоит из белковой части и части, представленной РНК. Тогда этому боль
шого значения никто не придал, но, тем не менее, были такие данные. Потом в И
нституте биохимии имени Баха Анна Николаевна Петрова изучала фермент а
милаза. Это ветвящийся фермент, который ответственен за формирование гл
икогена. И тоже обнаружилось, что этот фермент в своём составе содержит Р
НК. В самом начале 80-х годов появилась работа Томаса Чака, который показал,
что есть РНК, которые могут сами себя разрезать. И, собственно, это было от
крытием ферментативной активности у РНК.
И с тех пор было показано, что существует очень много разных ферментов, ра
зных информативных активностей у РНК. То есть, стало очевидным, что РНК мо
жет обладать теми же свойствами, что и белки. И на самом деле здесь самое и
нтересное следствие это то, что история с открытием рибозимов или РНК-фе
рментов привела к совершенно новой концепции происхождения жизни. Поэт
ому, я думаю, сначала стоит обсудить, какие вообще существовали теории пр
оисхождения жизни, и как открытие РНК-ферментов преобразило эту область
. Наиболее научная теорией происхождения жизни была теория Александра И
вановича Опарина, которую он высказал в 20-е годы.
На этой картинке вы видите общую схему концепции Опарина. Он предполагал
, что аминокислоты могут собираться в полипептиды, полипептиды могут соб
ираться в белки. И далее эти белки могут агрегировать в так называемые ко
ацерваты. И идею эту он заимствовал из коллоидной химии. Центральной иде
ей Опарина было то, что на каком-то этапе эволюции белки или какие-то слож
ные полимеры смогли обособиться от окружающей среды. И возникла идея эти
х коацерватов, то есть таких капель внутри раствора коллоидных частиц, к
оторые могли накапливать различные биополимеры и могли расти, и могли ка
к-то делиться. Но центральной проблемой здесь являлась проблема наследс
твенности. Если даже какая-то новая функция возникла в таких каплях, непо
нятно, как она могла сохраниться, как она могла передаться потомству. Даж
е если эти капли могли расти и делиться. И, конечно, в общем-то, Опарин счита
л, что центральную роль в эволюции этих первых протоклеток играли белки,
потому что в то время считалось, что только белки могут обслуживать мета
болизм, могут выполнять каталитические функции. Но белки, к сожалению, не
могут в отличие от нуклеиновых кислот. Поэтому когда обнаружили, что РНК
может тоже выполнять те же функции, что и белки, катализировать химическ
ие реакции, ферментативные реакции, то, соответственно, сразу возникла и
дея, что, может быть, жизнь началась не с белков, а именно с РНК.
И вот в последние годы академик Спирин разработал новую концепцию проис
хождения жизни, в которой он сделал ряд предположений о том, как молекулы
РНК могли, в конце концов, самоорганизоваться до такого уровня, чтобы ста
ть живыми клетками.
Александр Гордон: Да, только у меня сразу возникает вопрос: а к
уда тогда девать ДНК, если РНК может выполнять функции и ДНК и белка Ц сам
орепликацию и ферментативную деятельность?
А.Р. Здесь так же, как с белками. То есть, РНК может выполнять и ре
пликативные функции и ферментативные функции, но ферментативные функц
ии белки выполняют лучше. То же самое и с ДНК. Для хранения генетической ин
формации ДНК лучше.
А.Г. Чем РНК?
А.Р. Да.
А.Г. Но, в принципе, РНК…
А.Р. В принципе, РНК может делать то, что ДНК, и то, что белки.
А.Г. Вернёмся к спиринской теории возникновения жизни. Не очен
ь понятно, с чего всё началось, то есть каким образом возникла РНК и реплиц
ировала сама себя.
А.Р. Очевидно, что в какой-то момент должны были возникнуть риб
онуклеотиды. И хотя существует масса опытов, где было показано, что абиог
енно можно получить простейшие аминокислоты, можно получить довольно с
ложные органические соединения, но всё-таки нуклеотиды никто не смог по
лучить абиогенным путём. Поэтому всё это ещё остаётся загадкой.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70