Микробиологи, похоже, решили загадку «курицы и яйца»

    В науке популярна теория об фолиант, что первая жизнь на Планете земля возникла в эдак именуемом «первичном бульоне». Существующие в этом бульоне элементы на основе углерода соединялись меж собой в ординарные молекулы, пока что в итоге и не положили начало зарождению примитивнейшей жизни. А уж вот предстоящий этап в эволюции вызывает в среде ученых огромное количество споров и разговоров.

    Согласно одной пользующейся популярностью догадке, молекулы рибонуклеиновой кислоты (РНК), содержащие генетический код белков и могущие исполнять опции простейших хим реакций, явились тем самым, что положило начало жизни на нашей планетке. Некие ученые отторгают эту идею и рассказывают об фолиант, что РНК является очень объемной и всеохватывающей структурой для тамошнего, дабы иметь право носить звание стимулятора жизни. По воззрению этих ученых, гораздо перед началом возникновения макромолекул в образе РНК наиболее ординарные молекулы сумели развить вероятность применять метаболические опции, без которых никакого РНК и не существовало бы. В целом заданная мысль выступает за то, что во главе всего, другими словами самым первым возник конкретно метаболизм. И новейшие подтверждения научной группы из Иллинойсского вуза только подкрепляют эту идею.

    «Все живы существа владеют метаболизмом, набором актуально нужных хим трансформаций, позволяющих обеспечивать эти организмы энергией и материей, важными для функционирования клеток. Эти метаболические трансформации, вероятнее всего, возникли на Планете земля ни свет ни заря. Может быть, что первые организмы взяли в долг хим реакции, уже имевшиеся тогда на планетке, усвоив них в клеточках сквозь развитие ферментативной активности», — разговаривает Густаво Каэтано-Анольес, биоинформатик и доктор кафедры растениеводства Иллинойского вуза.

    Каэтано-Анольес и его сотрудник Ибрагим Коч из турецкого Технического вуза Гебзе решили проверить теорию «первичности метаболизма» сквозь анализ молекулярных функций организмов, представленных во любых королевствах, и исследовали геном (комплект генов) 249 отдельных организмов, информация об которых представлена в основе заданных проекта «Генной онтологии». Неповторимой эту основу заданных выполняет то, что внутри нее содержится не совсем только информация об каждом продукте генов – белках либо молекулах РНК, однако а также и описание функций каждого отдельного гена этих организмов.

    «Вы сможете взять целый геном, представленный в организме, к примеру, человечий, и визуализировать его сквозь комплект многофункциональных индивидуальностей каждого отдельного гена. Изучение этих «функционов» может поведать для вас об фолиант, что конкретно выполняет тамошний либо другой ген. К примеру, мы можем узнать, каким типом каталитических, распознающих либо связывающих функций владеет ярый товар гена, что является еще наиболее интуитивным для исследования», — комментирует Каэтано-Анольес.

    «Лучший метод осознать жив организм – узнать опции его генов», — продолжает ученый.

    Со слов Каэтано-Анольеса, наличие одной и той самой же опции в геноме у различных сортов может твердить о эволюционной значимости данной опции. Таким макаром исследователи исследовали все молекулярные опции разбираемых организмов, подсчитали них, также вывели те самый, кои встречались во любых вариантах. Главная мысль, стоящая за всем сиим, состоит в том, что самыми первыми, другими словами самыми базисными функциями, таковыми как только каталитические процессы, отвечавшие за возникновение метаболизма, скорее всего, были наделены все организмы тех пор и, как следует, будут обнаружены на всем протяжении эдак именуемого древа жизни. В то же время те самый опции генов, кои возникли уже потом любых других, напротив, будут встречаться у наименьшего цифры сортов живых организмов.

    При помощи современных информационных и компьютерных способов исследователи сделали древо, изображающее пути, ведущие к самым базисным молекулярным функциям. Поближе к основанию сего древа (другими словами поближе к корням) присутствуют самые древнейшие опции. Наиболее «свежие» опции, в собственную очередь, присутствуют поближе к его вершине.

    Оказалось, что у самого основания сего древа можно подчеркнуть лишь две молекулярные опции, кои, скорее всего, и положили начало жизни на Планете земля. Это же метаболизм и молекулярные взаимосвязи.

    «Вполне разумно представить, что конкретно эти две опции возникли первыми. Потому что молекулам для изготовления энергии был нужен метаболизм. За исключением тамошнего, им же существовало нужно вести взаимодействие друг с другом», — поясняет Каэтано-Анольес.

    Последующими возникли опции, кои выполняли вероятным возникновение макромолекул. Конкретно тут могла возникнуть РНК. Следом возникли механизмы, позволившие молекулам встраиваться в клеточки, а уж потом и опции, кои дозволяли клеточкам вести взаимодействие меж собой и собственным окружением.

    «В финале финалов, подбираясь к кроне дерева, мы лицезреем опции, относящиеся к трудным действиям, включающим создание мускул, кожи либо нервной системы», — разговаривает Каэтано-Анольес.

    Собственным изучением ученые не попросту проливают свет на прошедшее жизни. Напомним, что эволюция длится до сего времени. Потому осознание последовательности формирования этих молекулярных функций через время может посодействовать нам предсказать то, куда жизнь на Планете земля сдвинется далее.

    «Когда люди рассказывают о эволюции, они оглядываются обратно. Нам же хотелось бы создать хронологические и методологические фотомодели, кои могли бы ответить на вопросец об фолиант, куда же движется эволюция и возникновение каких новеньких молекулярных функций нам следует от нее ждать в будущем», — комментирует Каэтано-Анольес.

    Работа нынешних профессионалов точно сумеет определить свое применение в биоинженерии, развивающейся сфере пользования био инфы и компьютерных вычислений для сотворения новеньких био форм. По словам Каэтано-Анольеса, технология новеньких генов в дальнейшем сумеет на корню решить трудности разнообразных болезней и оптимизировать нашу ежедневную жизнь.

    «Ключ к действенной перестройке нашего генома и наделении его новенькими полезными молекулярными функциями заключается в осознании механизмов работы простых молекулярных форм жизни в прошлом», — подытоживает ученый.

    Оригинал статьи Каэтано-Анольеса и Ибрагима Коча под заглавием «Естественная история молекулярных функций на основе необъятного филогенетического анализа заданных генной онтологии» существовала размещена в журнальчике PLoS One.