Již řadu let se vědci intenzivně zabývají otázkou, jakými mechanismy a za jakých okolností vznikl život na naší planetě. Dodnes populární teorie tzv. RNA světa tvrdí, že RNA, tedy ribonukleová kyselina, hrála hlavní roli ve vzniku námi známého života, založeného na DNA, RNA a proteinech.

Nenechme se zmást – oba typy zmíněných nukleových kyselin, DNA a RNA, slouží i v dnešním světě jako nositelky genetické informace. RNA využívají k uchovávání genů některé druhy virů, jakými jsou nový typ koronaviru, virus chřipky, virus žloutenky typu A a C či rhinoviry, způsobující běžnou rýmu. DNA, či deoxyribonukleová kyselina, je pak nositelkou dědičné informace u všech známých buněčných organismů včetně člověka.

Jak ovšem došlo ke vzniku a využívání i tohoto druhého typu nukleové kyseliny, je zatím velkou záhadou. Jejím rozklíčováním se zabývá i výzkumná skupina Ramanarayanana Krishnamurthyho z amerického Scripps Research. Ta se již v minulosti postavila proti teorii RNA světa, která tvrdí, že z vláken čistě složených ze stavebních bloků RNA, vznikla postupem času čistá vlákna DNA a později i proteiny.

Ve svých studiích ukázali, že je pravděpodobné, že se v prebiotickém světě hojně vyskytovaly i jakési chimérické molekuly, složené ze stavebních bloků jak RNA, tak DNA. Takovéto molekuly byly podle nich schopné nejen párování komplementárních vláken do dvoušroubovic, ale zároveň se tato vlákna po dokončení replikace byla schopná oddělit a sloužit jako vzorové molekuly pro další replikaci – splňovaly podmínky sebereplikace.

V roce 2017 skupina ukázala, že molekula diamidofosfát, či ve zkratce DAP, by mohla stát za úpravou (fosforylací) stavebních bloků RNA a jejich následném řetězení do prvních oligomerních molekul. Ve své nejnovější studii, přijaté ve vědeckém časopise Angewandte Chemie, pak demonstrují, že DAP je schopen za podobných podmínek provést totéž i se stavebními bloky DNA. Tyto výsledky tak naznačují, že primitivní molekuly DNA a RNA opravdu mohly vznikat v blízkém časovém horizontu a podporují teorii chimérických nukleových kyselin.

"Nyní, když už lépe rozumíme tomu, jak primordiální chemie dokázala vyrobit první molekuly RNA a DNA, můžeme tyto poznatky použít na směsi nukleosidových stavebních bloků a dívat se, jaké chimérické molekuly se vytvoří a jestli se dokáží sebereplikovat a dále se vyvíjet," uvedl Krishnamurthy pro Scripps Resarch. Jak také dodal, tento výzkum má i praktický přesah – mohl by vést k vývoji nových chemických metod k výrobě RNA a DNA, schopných fungovat bez přítomnosti enzymů. Díky tomu by v řadě ohledů představovaly atraktivní alternativu k dnes využívaným metodám tvorbě nukleových kyselin.


Originální publikace: https://doi.org/10.1002/anie.202015910;

https://doi.org/10.1002/anie.201607919;

https://www.nature.com/articles/nchem.2878

Zdroj: Scripps Research

Zdroj titulního obrázku: geralt, Pixabay