Naučnici proizveli enzim koji može objasniti poreklo života

Foto: AJ Cann / Flickr.com

Enzim ribozim sadrži ribonukleinsku kiselinu (RNK), za koju je poznato da je ključna za nastanak života.

Ovaj enzim ne samo da otkriva tragove o tome kako je nastao život i kako je evoluirao, nego bi mogao da pruži mogućnost naučnicima da u budućnosti i sami pokrenu evoluciju molekula.

Naučnici The Scripps istraživačkog instituta u San Dijegu (Kalifornija) objašnjavaju da su moderni oblici života zasnovani na DNK (dezoksiribonukleinskoj kiselini) verovatno evoluirali od jednostavnijih RNK oblika, koji su zapravo molekuli koji se samoreplikuju i evoluiraju.

Novostvoreni enzim funkcioniše na sličan način. On spaja “kopiju” niza RNK, koristeći originalni DNK kao uzorak, piše u studiji objavljenoj u žurnalu Nature.

Međutim, on ne klonira molekul, nego pravi sliku sebe, kao u ogledalu. To znači da može efikasnije da stvara veze i razvija živi oblik.

Ni jedan naučni tim do sad nije uspeo da napravi takav enzim.

Nastanak takvih enzima u primordijalnom RNK svetu, za koji nova studija pruža dokaze, možda je bio ključ za stvaranje prvih oblika života.

“Kada ljudima kažem nešto o ovome, oni obično misle da smo mi samo pretpostavili postojanje takvog enzima. Ne, mi smo ga zapravo stvorili”, kaže profesor Džerald Džojs.

Živa stvorenja na Zemlji evoluirala su tako da u svakoj klasi molekula, dominira po jedna hiralnost - asimetrična osobina molekula.

Na primer, svi oblici RNK orijentisani su na desnu stranu i nazivaju se D-RNK.

Strukturalna sličnost enzima RNK čini interakciju unutar te klase efikasnijom, baš kao što je rukovanje efikasnije kad se spoje dve desne, ili dve leve ruke, umesto leve i desne.

“Naučnici su smatrali da mora da postoji zajednička hiralnost među svim molekulima koji dolaze u kontakt, da bi biologija funkcionisala”, objašnjava Džojs.

Međutim, njegova originalna studija koju je sproveo pre trideset godina pokazala je da bi samoreplikatori teško evoluirali u takvim mešavinama.

“OD tad se svi pitamo kako je RNK replikacija mogla da počne na primitivnoj Zemlji”, kaže on.

Novi enzim je stvoren uz pomoć tehnike takozvane evolucije u epruveti.

Džojs i istraživač na postdoktorskim studijama Džonatan Sčepanski počeli su od “supe” od oko jednog kvadriliona kratkih bilijardi kratkih RNK molekula.

Njihovi nizovi su bili nasumični i svi su bili “desnoruki”.

Naučnici su naveli molekule da pokrenu reakciju spajanja i to tako da se “desnoruki” molekuli povežu sa “levorukim”.

Zatim su mogli da se izvuku iz rastvora i potom uvećaju.

Nakon deset takvih rundi, istraživači su imali snažnog kandidata za ribozom, a kasnije su uspeli da stvore enzim koji će i dalje proučavati.

“Želimo da ga oslobodimo, naravno, ne u divljinu nego u laboratoriju, da ga pustimo da se replikuje i evoluira i vidimo kakve ćemo rezultate dobiti”, kaže Džojs.