Umělá molekula řeší problém vejce a slepice

00776299.jpeg

Veškerý známý život je založený na nukleových kyselinách a proteinech, které se skládají z aminokyselin. Potíž je ale v tom, že molekuly DNA, které proteiny kódují, nemohou vznikat a fungovat bez jejich pomoci. Počátek života tak připomíná známý problém, co bylo dřív: vejce, nebo slepice?

Teoreticky známe řešení, které nese označení RNA. Teorie vychází z faktu, že některé druhy RNA umí katalyzovat chemické reakce a mohou se proto replikovat i bez pomoci proteinů. Je tedy možné, že na počátku života existovala pouze RNA, která dědičnou informaci nejen uchovávala, ale také ji předávala dále. Z ní se pak záměnou jedné molekuly cukru, který tvoří "kostru" molekuly, stala DNA.

Některým vědcům se však molekula RNA zdá být příliš složitá a komplexní na to, aby právě ona stála na samém počátku vzniku života. Navíc, molekuly cukru ribózy, které tvoří její kostru, spolu bez přítomnosti katalytických enzymů reagují nepříliš ochotně. Vědci ze Scripps Research Institute v kalifornském San Diegu teď vymysleli řešení, které vyznívá velmi elegantně. Je jím uměle vytvořená molekula, která není ani slepicí, ani vejcem, ale něčím mezi.

Molekula připomíná nukleovou kyselinu, ale její kostru místo molekul cukrů tvoří aminokyseliny - tedy základní stavební jednotky proteinů. Vědci ji vytvořili tak, že sestavili krátký úsek ze spojených dvojic aminokyselin. Jednou z nich přitom byla aminokyselina cystein, která obsahuje atom síry. Na něj se mohou vázat dusíkaté báze, které jsou součástí DNA.

Vazby ve výsledné "hybridní" molekule jsou mnohem slabší než v nukleových kyselinách, takže se její úseky mohou rozpojovat a zase dávat dohromady v jiných kombinacích. Navíc, z volných stavebních jednotek se v roztoku - podobně jako v živých buňkách - vytvářejí řetězce, které jsou komplementární k již existujícím úsekům. S nimi se pak bez pomoci jakýchkoli proteinů vážou do formy dvoušroubovice. Podle vědců jsou proto uměle vytvořené "hybridy" nukleových kyselin a proteinů příkladem, jak by mohly vypadat a fungovat vůbec první molekuly, které hrály roli ve vzniku života na Zemi.