Рассказ предка полностью

Но отсутствие структуры двойной спирали имеет как свои плюсы, так и минусы. Поскольку цепь РНК не все время сцеплена с комплементарной цепью, а отделяется от нее, как только сформируется, она, как и белок, может скручиваться в узлы. Так же как белок скручивается на основании химического сродства одних аминокислот с другими в разных частях одной цепи, РНК делает это, используя обычные правила комплементарности Уотсона и Крика, те самые, что используются для создания копий РНК. Другими словами, в отсутствие комплементарной цепи-партнера с двойной спиралью, как у ДНК, РНК свободно сопрягается с парными частями самой себя. РНК находит у себя короткие участки, с которыми она может сцепиться либо в миниатюрную двойную спираль, либо в некоторую другую форму. Правила комплементарности требуют, что эти участки шли в противоположных направлениях. Цепь РНК поэтому имеет тенденцию сворачиваться в ряд шпилек.

Репертуар трехмерных форм, в которые может свернуться молекула РНК, может и не так велик, как репертуар большой молекулы белка. Но он достаточно велик, чтобы вселить мысль, что РНК может обеспечить разнообразный арсенал ферментов. И точно, были обнаружены многие ферменты РНК, называемые рибозимами. Вывод: у РНК есть некоторые достоинства репликатора от ДНК и некоторые ферментативные достоинства белков. Возможно, до ДНК, этого архирепликатора, и до белков, этих архикатализаторов, был мир, в котором одна РНК имела достаточно достоинств, чтобы заменить обоих этих профессионалов. Вероятно, огонь РНК зажегся в первоначальном мире, а затем позднее начал производить белки, которые изменились и помогли синтезировать РНК, а позже и ДНК, которая взяла на себя функцию доминирующего репликатора. Это надежда теории РНК-мира. Она получила косвенное подтверждение в ряде прекрасных экспериментов, предпринятых Солом Шпигельманом (Sol Spiegelman) из Колумбийского Университета и повторенных за прошедшие годы в различных формах другими. Эксперименты Шпигельмана используют белковый фермент, что можно счесть мошенничеством, но они производят такие захватывающие результаты, проливая свет на такие важные звенья в теории, что нельзя удержаться от чувства, что она того стоит, так или иначе.

Сначала история вопроса. Существует вирус, называемый Qb. Это РНК-вирус, что означает, что вместо ДНК его гены полностью сделаны из РНК. Для репликации своей РНК он использует фермент, называемый Qb-репликаза. В диком виде Qb является бактериофагом (для краткости фагом) - паразитом бактерий, конкретно кишечной бактерии Escherichia coli. Бактериальная клетка "думает", что РНК Qb - это часть ее собственной информационной РНК, и ее рибосомы обрабатывают ее в точности как свою собственную, но белки, которые при этом производятся, нужны вирусу, а не бактерии-хозяину. Есть четыре таких белка: белок оболочки для защиты вируса; клейкий белок, чтобы прикрепляться к бактериальной клетке; так называемый фактор репликации, который я вскоре буду упоминать; и белок-бомба, для разрушения бактериальной клетки, когда вирус закончил реплицироваться, с освобождением нескольких десятков тысяч вирусных частиц, каждая из которых будет путешествовать в своей белковой оболочке, пока не натолкнется на другую бактериальную клетку и повторит цикл. Я сказал, что вернусь к фактору репликации. Вы можете подумать, что это должен быть фермент Qb репликазы, но на самом деле он меньше и проще. Все, что делает этот маленький вирусный ген - это производит белок, сшивающий три других белка, которые производит сама бактерия для своих (совершенно других) нужд. Когда они сшиты вместе собственным маленьким белком вируса, сформированное таким образом соединение оказывается Qb-репликазой.

Шпигельман смог выделить из этой системы всего два компонента, Qb-репликазу и Qb-РНК. Он поместил их в воду вместе с небольшими молекулами исходных материалов - строительных блоков для производства РНК, и наблюдал, что происходит. РНК захватывала маленькие молекулы и строила свои копии, используя правила комплементарности Уотсона-Крика. Она справилась с этим трюком без какой-либо бактерии-хозяина и без белковой оболочки или любой другой части вируса. Это само по себе было замечательным результатом. Заметьте, что синтез белка, являющийся частью нормальной активности этой РНК в естественных условиях, был полностью изъят из цикла. Мы имеем голую систему репликации РНК, создающую свои копии, не утруждаясь построением белков.