Primele molecule de ARN au folosit compartimentarea pentru a se proteja de moleculele mutante

Înainte de existenţa celulelor, moleculele care se automultiplicau (ARN) au folosit picături de apă pentru a se proteja de moleculele care se multiplicau cu o viteză mai mare, aşa cum arată un experiment realizat recent.

Niles Lehman, un chimist de la Portland State University din Oregon, care nu a făcut parte din echipa de cercetare, spune că „există multe studii teoretice care au indicii despre modul în care s-au contracarat paraziţii, dar aici avem un experiment de laborator care arată posibilul mecanism.” De asemenea, menţionează cât de esenţial este acest aspect pentru existenţa vieţii, întrucât viteza de reproducere este un avantaj evolutiv de bază.

• De ce dormitul mai mult în weekend poate fi sănătos?
• De ce oamenii care sforăie nu se trezesc din cauza propriului zgomot?

Un pas esenţial în emergenţa vieţii este capacitatea ARN-ul de a se automultiplica. Dar odată cu acest proces, au apărut şi anomalii. Molecule care se automultiplicau mai rapid, dar mai scurte, cu informaţie mai puţină, deci multiplicarea necontrolată a acestora ducea în ultimă instanţă la dispariţie.

În urma acestui studiu, s-a observat că acele compartimente cu mai puţini paraziţi produceau un ARN mai funcţional, aşa cum susţine Eors Szathmary, co-autor al acestui experiment şi biolog la Fundaţia Parmenide din Munchen.

Experimentul a constat în colectarea unei părţi de ARN dintr-un bacteriofag şi lipită de o ribozimă, o bucată de ARN care poate cataliza o reacţie chimică. Apoi au lăsat ARN-ul să se multiplice în două medii diferite – în mod liber într-o eprubetă sau distribuită în picături de apă în ulei.

După patru generaţii, ARN-ul necompartimentat a fost complet distrus de paraziţi, în timp ce în ARN-ul compartimentat s-a observat o încetinire a parazitării, deşi după 7 generaţii ARN-ul original a dispărut. ”În compartimente există o selecţie a paraziţiilor”, susţine Szathmary, unde moleculele mai scurte au un avantaj. Totuşi, în competiţia dintre compartimente, avantajul este invers: un compartiment cu prea mulţi paraziţi va avea probleme, pentru că o moleculă care nu catalizează reacţii chimice va dispărea.

În natură, este posibil ca acest fel de compartimente să fi furnizat separarea necesară pentru ca aceste molecule să reziste, sau există şi posibilitatea ca populaţiile de ARN care se desvoltau în în porii rocilor să se fi comportant ca poulaţii distincte, izolate de altele.

Aşa cum susţine Brian Paegel, un chimist de la Scripps Research Institute, „acest mecanism este precursoarea celuralităţii, care este centrală vieţii pe care o cunoaştem astăzi.”

Sursa: Science News

Vă recomandăm să citiţi şi următoarele articole:

Cercetătorii au stabilit diferenţa majoră dintre ADN şi ARN

Noi DOVEZI privind apariţia vieţii pe Terra. ARN-ul nu ar fi singura moleculă primordială

ARN-ul, prima molecula a vietii

Un nou experiment sprijina teoria “lumii ARN”