Ученые из Гарвардского института сделали модель примитивной живой клеточки - либо протоклетки, которая способна реплицировать свою ДНК. Ученые, чья работа размещена в журнальчике Nature, проявили, что клеточная мембрана протоклетки, состоящая только из жирных кислот, способна пропускать молекулы, нужные для метаболизма клеток.
Клеточки современных живых организмов снаружи ограничены мембраной, состоящей из разных жирных кислот и белков.
Часть белков мембраны - это каналы, которые пропускают определенные вещества и молекулы вовнутрь клеточки. Белки - сложные органические молекулы, которые синтезируются на матрице, состоящей из нуклеиновых кислот - РНК. Считается, что белки появились в эволюции позднее, чем нуклеиновые кислоты, потому что они не способны воспроизводить сами себя без помощи других белков либо РНК.
С другой стороны, жирные кислоты в аква критериях способны к самоорганизации в пузырьки либо мицеллы. Молекула жирной кислоты состоит из заряженной либо полярной "головки" и длинноватого неполярного "хвоста". В аква смесях гидрофобные "хвосты" стремятся очень отдалиться от ионов раствора, а заряженные "головки", напротив, "охотно" с ними ведут взаимодействие. Хорошей пространственной структурой, которая позволяет "хвостам" мало, а "головкам" очень контактировать с веществом, являются пузырьки либо мицеллы. В их "головки" жирных кислот обращены наружу, а хвосты - вовнутрь. В случае, если внутреннее содержание пузырька также богато ионами, жирные кислоты образуют двухслойные пузырьки: "головки" обращены вовнутрь и наружу пузырька, а "хвосты" ведут взаимодействие только вместе.
Согласно представлениям большинства ученых, протоклетки представляли собой конкретно такие пузырьки из жирных кислот, снутри которых происходило удвоение нуклеиновых кислот. Этот процесс может проходить и вне пузырьков, но в данном случае "потомство", приобретенное при удвоении, пропадает и, соответственно, невозможна эволюция - отбор молекул по любым признакам.
До сего времени возможность проникания требуемых для удвоения нуклеиновых кислот молекул вовнутрь мембраны оставалась под колебанием. В безбелковом мире реакцию репликации производили сами нуклеиновые кислоты (в современных клеточках этим "заняты" белки). Строй блоками выступают нуклеотиды - заряженные молекулы. Исследователи показали, что мембраны, состоящие из определенных жирных кислот, способны пропускать заряженные молекулы вовнутрь пузырьков.
Когда ученые добавляли к пузырькам с нуклеотидами специально синтезированную молекулу РНК, которая способна катализировать реакцию удвоения рибонуклеиновой кислоты, ее количество снутри пузырьков увеличивалось. Другими словами, снутри пузырьков проходил синтез нуклеиновых кислот.
Работа исследователей возможно окажется полезной для осознания того, как формировались живы системы. В научном мире существует несколько главных теорий, объясняющих это, но одного представления пока не сложилось.
