Серебряный юбилей РНК-посланника

Открытию информационной рибонуклеиновой кислоты — и-РНК — недавно исполнилось 25 лет. И-РНК информирует фабрики белка рибосомы о записанных в генах планах синтеза белка. Ее еще называют РНК-послании- ком — она передает послания от ДНК рибосомам!

Часто возникает вопрос: что первично в эволюции, нуклеиновые кислоты и какие или белки, без которых невозможно их синтезировать? То есть вопрос, что вначале, «курица или яйцо», намного старше и яиц, и кур. В современной клетке, как мы знаем, роль РНК свелась к работе «мальчика на побегушках» — передавать команды от ДНК к белку. В свое время бытовала даже «центральная догма молекулярной биологии», которая выражалась схемой ДНК — РНК — белок. Потом открыли синтез ДНК на РНК, и догму пришлось поправлять. Недавно пришло сообщение о том, что короткие отрезки РНК способны самокопироваться без помощи белка и, наконец, что РНК может помогать белку- ферменту выполнять его работу, или, как говорят специалисты, быть кофактором белка. На вопрос о полном синтезе РНК на матрице РНК (совершенно новый тип синтеза) пока нет окончательного ответа, но есть идея такого синтеза и даже замыслы проверочных экспериментов. По крайней мере при спаривании нуклеиновых кислот обнаруживались связи между фрагментами РНК. Может быть, и впрямь РНК умеет не только «вырезать», но и «шить»? То есть быть ау- токатализатором? Вопросов пока гораздо больше, чем ответов.

Специалистам Монреальского университета удалось обнаружить «РНК-плазмиды». До сих пор среди плазмид — небольших кольцевых молекул, которые плавают во внутриклеточной плазме бактерий, обнаруживали только молекулы ДНК. Кстати, устойчивостью к антибиотикам многие бактерии обязаны именно плазмидам ДНК. Замкнутые кольцевые РНК-плазмиды были найдены в митохондриях, внутриклеточных «энергостанциях», что, по словам исследователей, является «новым типом наследственных органелл». Их происхождение неясно. Возможно, что они когда-то занесены внутрь клеток вирусами.

Таким образом, завершая краткий «юбилейный» отчет, можно представить, как развивались события во время эволюционного детства Земли.

Учитывая, что РНК может выступать «одна во всех лицах», то есть выполнять функции генетического материала, структурного вещества, биологического катализатора и кофермента, а также плазмиды, можно предполагать: в начале всего была РНК.

РНК, таким образом, была и «швец, и жнец, и на дуде игрец». В качестве кофактора она помогала первым белкам осуществлять их функции катализаторов, выручая их, когда те со своей «работой» не справлялись. В результате генетической рекомбинации РНК увеличивалось разнообразие копий генов, что в конечном итоге привело к возникновению полового отбора: «резание» и наращивание длины еще больше увеличивало разнообразие и расширяло поле действия отбора на молекулярном уровне. В качестве структурного материала РНК создала в конечном итоге рибосомы — химические фабрики синтеза белков.

Все эти функции РНК со временем передала более молодым специализированным системам, более эффективным и точным технологиям. Функции катализатора — гигантским молекулам белков, способным сфокусировать необходимый поток энергии в нужном месте и в нужное время. Функции банка информации — более жесткой и менее изменчивой молекуле ДНК, что облегчило, а главное — сделало более правильным считывание информации. Так РНК оказалась между дел, и только отрывочные данные напоминают о ее, быть может, блистательном прошлом первопроходца на безжизненной Земле.

В торжественный день серебряного юбилея молекулы-посланника, возможно, передавшего первую весть о новой жизни, жизни органической, сравним эти цифры: три с половиной миллиарда лет существования нашего юбиляра и двадцать пять лет знания о нем...