Vink Fan/Shutterstock/FOTODOM

Исследование, опубликованное в журнале Angewandte Chemie, показывает, как рибоза могла стать предпочтительным сахаром при развитии РНК. Было обнаружено, что рибоза связывается с фосфатом, другим компонентом РНК, быстрее и эффективнее, чем другие молекулы сахара.

«Это подтверждает идею о том, как пребиотическая химия могла произвести строительные блоки РНК, которые затем могли привести к образованию жизни», — говорит ведущий автор Раманараянан Кришнамурти, профессор химии в Исследовательского института Скриппс (США).

Нуклеотиды, строительные блоки РНК и ДНК, состоят из пятиуглеродной молекулы сахара (рибоза или дезоксирибоза), соединенной с фосфатной группой и азотистым основанием.

Исследование фокусируется на том, как эти сложные молекулы могли возникнуть на первобытной Земле. Внимание уделялось фосфорилированию — стадии создания нуклеотидов, когда рибоза соединяется с фосфатной группой. Рибоза может быть фосфорилирована при соединении с молекулой фосфата, называемой диамидофосфатом. В этом исследовании хотели выяснить, могут ли другие сахара подвергаться этой реакции, или рибоза обладает какими-то особыми свойствами. Ученые проверяли сахара, имеющие такую же химическую структуру, но другую форму: арабинозу, ликсозу и ксилозу.

Все четыре сахара фосфорилировались, но рибоза — намного быстрее. Кроме того, реакция с рибозой приводила к формированию только кольцевых структур с пятью углами, в то время как другие сахара образовывали комбинацию из пяти- и шестиугловых колец.

«Рибоза не только реагирует быстрее, но с большей избирательностью образует пятиугловую форму, которую мы видим в РНК и ДНК сегодня», — говорит Кришнамурти.

Большая часть рибозы была преобразована в форму, которая могла бы соединяться с азотным основанием для образования нуклеотида.

«Это был бонус. Мы не ожидали, что реакция остановится на стадии, благоприятствующей образованию нуклеотидов», — отмечает Кришнамурти.

Исследователи планируют проверить, может ли эта химическая реакция происходить внутри примитивных клеточных структур, протоклеток.