Код жизни. Как случайность стала биологией - стр. 8
Нет нужды говорить, что такое отношение к зарождению жизни на Земле – как к какой-то дикой химической случайности – привело к крайне мрачным и пессимистическим оценкам вероятности, что мы обнаружим жизнь еще где-нибудь. В конце концов, возникновение жизни – переломный момент, знаменующий превращение экзопланеты из просто «пригодной для обитания» в действительно обитаемую. В результате лишь очень немногие астрономы в пятидесятые и даже в начале шестидесятых годов прошлого века осмеливались признаваться, что верят в существование внеземной жизни как таковой – а особенно разумной.
В конце шестидесятых маятник качнулся в другую сторону. Сначала это произошло в области биологии и химии. И все равно, чтобы преодолеть понятийные барьеры, воздвигнутые убеждением, будто возникновение жизни в результате химических реакций практически немыслимо, потребовалось целых два открытия, удостоенных Нобелевской премии, а также тотальный пересмотр наших представлений о происхождении жизни.
Первое открытие касается определения структуры особой молекулы РНК, так называемой транспортной РНК, или тРНК, участвующей в синтезе белков. Сложная трехмерная фигура, которую очерчивает нить этой нуклеиновой кислоты, вызвала у научного сообщества настоящее потрясение. В отличие от ДНК, относительно безликой и довольно жесткой – это просто двойная спираль с равномерной структурой, – РНК оказалась молекулой, состоящей из одной нити, затейливо скрученной, почти как белок. Химик из Корнельского университета Роберт Холли, который первым исследовал последовательность тРНК и изучал ее двумерную химическую структуру, получил Нобелевскую премию по физиологии и медицине в 1968 году совместно с Харом Гобиндом Кораной из Висконсинского университета и Маршаллом Ниренбергом из Национальных институтов здоровья. Вскоре после этого Аарон Клуг из Кембриджского совета по медицинским исследованиям и Александер Рич из Массачусетского технологического института описали неожиданную трехмерную свернутую структуру РНК.
Несколько ученых, в том числе сам Фрэнсис Крик и британский химик Лесли Орджел, быстро поняли, что может следовать из такой поразительной структуры. Она означает, что РНК может работать как фермент, биологический катализатор – точь-в-точь как белки. Затем Орджел выдвинул революционную идею, что первые живые организмы на Земле вполне могли обходиться вообще без ДНК и белков. Он предположил, что жизнь началась с одной только РНК! В то время это было смелое предположение, и идея, что РНК могла одновременно и нести в своей последовательности информацию, и катализировать химические реакции (прежде биологи считали, что это прерогатива исключительно белковых ферментов), была для большинства ученых абсолютно неудобоваримой. Лишь двадцать лет спустя химик Томас Чек и молекулярный биолог Сидни Олтмен совершили еще один научный подвиг, удостоенный Нобелевской премии, и действительно открыли РНК-ферменты (рибозимы). Это была судьбоносная веха, которая совершенно перевернула представления о происхождении жизни.
Открытие Чека и Олтмена означало, что РНК в принципе способна действовать как фермент и катализировать даже собственную репликацию, а это дарило надежду найти ответ на больной вопрос о курице и яйце. Внезапно мы получили возможность представить себе примитивную клетку, которая была куда проще любой ныне существующей. В такой гипотетической «протоклетке» молекулы РНК играли двойную роль – и несли генетическую информацию, и служили клеточными ферментами, обеспечивая основные функции клетки. А главное – в число этих функций входила репликация генетической информации. Согласно пересмотренному сценарию, ДНК и белки можно было считать более поздним «изобретением» эволюции, созданным специально для хранения информации и катализа химических реакций соответственно. Соблазнительное предположение, что когда-то в истории жизни все было проще и РНК одновременно играла все главные роли в ансамбле важнейших клеточных актеров – была и курицей, и яйцом, – получила название «Гипотеза мира РНК».