science >> Wetenschap >  >> Chemie

Onderzoekers suggereren dat RNA en DNA hun oorsprong hebben gevonden in RNA-DNA-chimeren

een, Constitutionele formuleweergave van de drie oligonucleotide-bouwstenen die in deze studie zijn onderzocht. B, Drie mogelijke scenario's voor het ontstaan ​​van RNA en DNA uit de prebiotische chemie. Midden:het klassieke RNA-wereldconcept waarin de vorming van een ongerept en homogeen RNA (of pre-RNA) leidt tot zijn homogene backbone-opvolger DNA (of RNA). Boven:een heterogeen mengsel van TNA (pre-RNA) en RNA dat chimere TRNA-sequenties vormt die overgaan in homogeen RNA, waaruit vervolgens DNA ontstaat. Bodem:een heterogeen RNA-DNA-mengsel dat via chimere RDNA-sequenties rechtstreeks voortschrijdt en/of co-evolueert naar homogeen RNA en DNA tegelijk. Credit: Natuurchemie (2019). DOI:10.1038/s41557-019-0322-x

Een paar onderzoekers van het Scripps Research Institute hebben gesuggereerd dat RNA en DNA miljarden jaren geleden zijn ontstaan ​​uit RNA-DNA-chimaera's die RNA- en DNA-bouwstenen bevatten. In hun artikel gepubliceerd in het tijdschrift Natuurchemie , Subhendu Bhowmik en Ramanarayanan Krishnamurthy schetsen hun theorie en stellen dat deze logischer is dan de traditionele verklaring voor hoe het leven op aarde begon.

Voor vele jaren, de consensus onder wetenschappers die de oorsprong van het leven wilden begrijpen, was dat een pre-RNA-precursor met bouwstenen ontstond in de prebiotische soep. Daarna, de bouwstenen vormden zich op de een of andere manier tot pre-RNA en uiteindelijk tot feitelijk RNA. Toen dat eenmaal was gebeurd, er was een overgang naar zowel RNA als DNA. Een belangrijk struikelblok om te bewijzen dat een dergelijk scenario tot de ontwikkeling van leven heeft geleid, was het onvermogen om uit te leggen hoe RNA zichzelf op een duurzame manier kon repliceren. In deze nieuwe poging Bhowmik en Krishnamurthy suggereren dat het niet hoefde, omdat RNA en DNA op een andere manier tot stand zijn gekomen. Volgens hun de bouwstenen van RNA en DNA zaten beide in de prebiotische soep. Overuren, die bouwstenen vormden zich tot dubbelstrengs chimere RNA-DNA-strengen. En in de loop van de tijd, die chimeren gingen over in zuiver RNA en DNA.

Om hun theorie kracht bij te zetten, de onderzoekers merken op dat eerdere studies hebben aangetoond dat hybride moleculen gemaakt van RNA- en DNA-bouwstenen minder stabiel waren dan RNA of DNA - sommigen geloven dat dit aantoont waarom RNA en vervolgens DNA de basis voor het leven werden. Bhowmik en Krishnamurthy waren het daar niet mee eens, wat in plaats daarvan suggereert dat de zwakkere hybride moleculen het voor de natuur gemakkelijker zouden maken om over te gaan naar puur RNA en DNA. Dit betekende dat de moleculen niet onderhevig waren aan het replicatieprobleem met puur RNA. Testen in het laboratorium toonden aan dat wanneer RNA-DNA-chimaera's repliceren, ze vormen zich bij voorkeur in afzonderlijke RNA- en DNA-moleculen, in plaats van nieuwe hersenschimmen. Ze erkennen dat geen enkel bekend levend wezen enig soort chimeer RNA-DNA in zijn genoom heeft, maar ze wijzen er ook op dat andere onderzoekers het in een E. coli-genoom hebben kunnen forceren. En sommige andere micro-organismen maken ze schijnbaar per ongeluk, maar elimineren ze dan heel snel.

© 2019 Wetenschap X Netwerk