Теперь Кью работает в режиме чтения

Мы сохранили весь контент, но добавить что-то новое уже нельзя

Каким образом РНК, ДНК и белки научились взаимодействовать?

БиологияГенетика+2
Сергей Наливайко
  ·   · 21,0 K
«Биомолекула» — научно-популярный сайт о молекуляр...  · 6 июн 2021  · biomolecula.ru

Все молекулы на свете (да-да, и белки с нуклеиновыми кислотами) взаимодействуют по физическим принципам. Можно сказать, что вся молекулярная биология строится на межмолекулярном распознавании — на нем базируются абсолютно все ключевые процессы: репликация и транскрипция нуклеиновых кислот, трансляция в белковые молекулы, а также — взаимодействие между белковыми молекулами и между белками и нуклеиновыми кислотами. При межмолекулярном распознавании не образуется химических (ковалентных) связей, а всё это осуществляется исключительно за счет так называемых слабых взаимодействий (не путайте слабые взаимодействия в биологии и физике, это совершенно разные вещи). Мы сейчас говорим всего о нескольких типах сил: взаимодействия Ван-дер-Ваальса, электростатические силы, водородные связи и так называемое гидрофобное взаимодействие. Подробнее об этом можно почитать в публикациях Биомолекулы: Роль слабых взаимодействий в биополимерах, Физическая водобоязнь (это как раз о гидрофобном взаимодействии) и Молекулярная поверхность: что в облике тебе моём? (тут речь идет подробно о феномене межмолекулярного распознавания биополимеров друг другом).

Однако ваш вопрос требует пойти еще дальше. Вся логика взаимодействия нуклеиновых кислот и белков между собой древняя, как мир — химическая структура нуклеотидов, аминокислот, да и сам связывающий их генетический код отточены миллиардами (!) лет эволюции: сначала химической, а потом биологической. В основе всех матричных процессов молекулярной биологии лежит явление комплементарности (соответствие между парами нуклеотидов аденин=тимин и гуанин≡цитозин, вызванное образованием в первом случае пары, а во втором — тройки водородных связей).

Существует гипотеза РНК-мира, согласно которой еще до появления жизни на Земле в ее привычной форме первыми «живыми репликаторами» стали молекулы рибонуклеиновой кислоты, совмещавшие в себе как генетическую, так и каталитическую функции (см. РНК у истоков жизни?). Предположительно, позже генетическая функция отошла к ДНК, а каталитическая — преимущественно к белкам, хотя и по сей день некоторые ключевые процессы (например, синтез белка:-) катализируются-таки РНК, а не белками.

Кстати, существует и еще одна гипотеза: что генетический код (то есть триплетный принцип соответствия между «текстами» ДНК и белков) возник тоже из чисто физико-химических принципов, когда белки и отдельные аминокислоты «напрямую» распознавали кодирующие их триплеты в молекулах прото-мРНК. Ну а позже это соответствие закрепилось в форме молекул-«адаптеров» — тРНК, вместе с рибосомами отвечающими за синтез белков на мРНК-матрице. Подробнее об этом можно почитать в статье У истоков генетического кода: родственные души.

3 эксперта согласны
Образование - химфак МГУ; фармакокинетика...  · 7 июн 2021
По очереди. Как предполагают ( и есть эксперименты, которые это предположение подтверждают), что в начале появилось РНК. Одновременно, или попозже - примитивные белки. Именно РНК "научились" кодировать в белках нужную последова... Читать далее
Какие эксперименты подтверждают возникновение е РНК? И как РНК научилась кодировать нужную последовательность амино... Читать дальше