В бактериях нашли остатки "мира РНК",

Примеры РНК-переключателей, взаимодействующих с другими молекулами. Изображение с сайта biology.yale.edu

Ученые из Йельского университета описали еще один механизм регуляции работы генов, являющийся остатком древнего "мира РНК" - предположительно, ранней стадии эволюции жизни, когда все каталитические функции в клетке выполняли не белки, а РНК. Работа ученых опубликована в журнале Science.

Исследователи под руководством Рональда Брейкера (Ronald Breaker) занимались поиском механизма, регулирующего у бактерий синтез циклического ди-гуанозин монофосфата (ди-ГМФ) - кольцевой молекулы РНК, содержащей два ее основных "кирпичика" - нуклетида. Это вещество отвечает за множество биохимических процессов, однако до сих пор механизмы, которые "использует" ди-ГМФ, были неизвестны. Брейкер и коллеги установили, что это соединение влияет на работу различных генов, воздействуя на специфические РНК-переключатели (в западной литературе - riboswitch).

РНК-переключатели впервые были описаны у бактерий Брейкером в 2002 году. До этого времени считалось, что регуляторные функции в клетке осуществляются только молекулами белков. Периодически выдвигались предположения о существовании другого механизма, однако экспериментальных подтверждений этому не было. После работ Брейкера и других в молекулярной биологии появилось понятие РНК-переключателя.

РНК-переключатели закодированы в молекуле ДНК. При транскрипции - процессе "перевода" кода ДНК в РНК, необходимого для последующего синтеза белков, - они сворачиваются в сложную структуру. В такой "рабочей" конформации РНК-переключатели взаимодействуют с другими молекулами - например, ди-ГМФ - и выключают (чаще) или включают гены.

Одна из гипотез, объясняющая появление жизни, предполагает, что изначально на Земле образовались именно молекулы РНК, которые выполняли как функцию хранения информации (сейчас этим "занимается" ДНК), так и катализа химических реакций (в современном мире - прерогатива белков). Обнаружение РНК-переключателей может служить доказательством правомерности этой теории.