Около четырёх миллиардов лет назад на Земле начала зарождаться жизнь: первые молекулы жизни сформировались в предков современных белков и молекул РНК. Учёные, изучающие происхождение жизни, пытаются разобраться в особенностях этого процесса, то есть изучить реакции, которые привели к зарождению первых организмов.

Эти исследования привели к тому, что важнейшие ключи к разгадке кроются в эволюции рибосом − важнейших органоидов живой клетки, которые имеются у всех существующих видов.

Ядро рибосомы остаётся неизменным практически у всего живого, в то время как внешние оболочки усложняются в зависимости от комплексности организма.

Биологи провели компьютерное моделирование по «раздеванию» рибосомы. Они «снимали» с неё временные слои до тех пор, пока не получилась структура первичной рибосомы.

Рис. 1. Сравнение трёхмерных структур рибосом у разных видов (иллюстрация Loren Williams/Georgia Institute of Technology).

«История рибосомы говорит нам о происхождении самой жизни. Мы работали на тонком уровне детализации, поскольку нам было необходимо понять, как рибосомы возникли и развивались», — говорит ведущий автор исследования Лорен Уильямс (Loren Williams), профессор Школы химии и биохимии в Технологическом институте Джорджии.

В биологии генетическая информация, хранящаяся в ДНК, транскрибируется в мРНК, которая затем выходит из клеточного ядра.

Рибосомы у всех видов используют мРНК в качестве плана для строительства всех белков и ферментов, необходимых для жизни.

Ядра рибосомы одинаковы у людей, архей, дрожжей и бактерий, однако по мере развития организмов в ходе эволюции внешняя оболочка рибосом усложнялась. Именно это и продемонстрировала команда исследователей из Технологического института Джорджии.

Рис. 2. В биологии генетическая информация, хранящаяся в ДНК, транскрибируется в мРНК, которая затем выходит из клеточного ядра (иллюстрация Wikimedia Commons).

Учёные сравнили трёхмерные структуры рибосом у видов различной степени биологической сложности, включая человека, дрожжей, бактерий и архей. Так они обнаружили, что

структура рибосом менялась, однако ядра оставались прежними во всех организмах.

Свою работу биологи сравнивают с работой ботаников, которые разрезают растение, чтобы определить его возраст. В компьютерной модели Уильямс и его коллеги продемонстрировали последовательное усложнение рибосомы без изменений в её базовой структуре.

На финальном этапе они «прокрутили» эволюцию назад во времени и увидели простейшую рибосому, с которой началась эволюция жизни на Земле.

В своей статье, опубликованной в журнале PNAS, учёные делают вывод, что эволюция может лишь добавить что-то к организму, но не может изменить первичную его структуру.

Вопрос о зарождении самой жизни по-прежнему остаётся открытым.