Izvor: Politika, 08.Nov.2011, 18:08 (ažurirano 02.Apr.2020.)
Čovekova prethodnica
Započelo je pre oko 3,5 milijardi godina u nekom skrivenom kutku, a doguralo se – zahvaljujući samoumnožavajućem molekulu RNK – do čoveka koji je u stanju da razgoliti neromantičan početak života na Zemlji. Kome to Nobel namiguje
Otkriće središne uloge RNK (ribonukleinske kiseline) u ćeliji nametnulo je jedno interesantno i dugo neodgovoreno pitanje: zašto informacija sadržana u DNK (dezoksiribonukleinska kiselina) mora da prođe preko RNK posrednika pre nego što >> Pročitaj celu vest na sajtu Politika << se prevede u neki polipeptid, protein?
Neposredno posle otkrića genetskog kôda Frensis Krik je predložio jedno rešenje za ovaj paradoks, sugerišući da je tokom evolucije RNK prethodila DNK! On je pretpostavio da je RNK morala biti prvi genetski molekul, u ono primordijalno vreme kada je postojao „RNK svet” pre nego što je nastao današnji „DNK svet” koji već postoji nekoliko milijardi godina.
I da različita hemijska struktura RNK koja u svom skeletu sadrži šećer ribozu, a ne deoksiribozu, što je slučaj sa DNK, obdaruje ovaj molekul enzimskim osobinama, a to bi onda omogućilo i sopstveno udvostručavanje, umnožavanje!
Frensis Krik je, takođe, rasuđivao da RNK ima sposobnost da skladišti genetske informacije na isti način kao i DNK molekuli.
Niko nije savršen
Dalje, u svim savremenim ćelijama postojećeg živog sveta RNK molekuli još služe kao posrednici (medijatori) u prenosu genetskih informacija između genomske DNK do hemijskih aparata-ribozoma, uglavnom napravljenih od RNK, na kojima se sintetišu proteini iz svojih sastavnica, aminokiselina.
Slično, i mali molekuli koji prenose aminokiseline do ribozoma, tzv transfer RNK, opet jesu vrsta RNK molekula. Sve zajedno je dovelo do razmišljanja da je mogao da postoji prethodni „RNK svet” zasnovan isključivo na RNK, bez DNK!
I najzad,niko nije savršen, pa ni RNK. DNK je onda morala biti proizvod kasnijeg razvoja, verovatno kao odgovor na relativnu nestabilnost RNK molekula koji degradiraju mnogo lakše nego DNK molekuli. Ako se želi imati dobar, stabilan, dugovečan molekul za održavanje genetskih podataka, onda je DNK mnogo bolja od RNK.
Krikova ideja o „RNK svetu” je, uglavnom, ostala nezapažena sve do 1983. godine. Tada su Tom Ček sa Univerziteta u Koloradu i Sidni Altman sa Univerziteta Jejl, nezavisno jedan od drugog, pokazali da RNK molekuli zaista imaju katalitičke osobine, otkriće koje je obojici donelo Nobelovu nagradu iz hemije 1989. godine.
Njihovo otkriće katalitičke uloge RNK vezano je za izučavanje jedne protozoe, nazvane tetrahymena. U tom organizmu u obradi, doterivanju informacione RNK, za proces tzv. translacije ne učestvuju proteini enzimi kako se do tada pretpostavljalo, već to čini jedan od krajeva sopstvene RNK!
Dakle, autokatalitički.
Ako je tako, ništa drugo i ne preostaje nego da se dodeli Nobelova nagrada!
Posle ovoga otkrića brojni istraživači su razrađivali ovu temu. Lista je poprilična, i ja ću je preskočiti. Neposredan povod za ovaj esej jeste nedavno otkriće grupe Filipa Holigera (Phillipp Holliger) iz MRC laboratorije za molekularnu biologiju u Kembridžu (Engleska). Rad je u aprilu objavljen u časopisu „Sajens”.
Šta su to oni uradili?
Prvi samoumnoživač
Holigerova grupe je počela s jednim RNK enzimom, obeleženim kao R18, koji je mogao da stvara kopije drugih malih RNK molekula, mada s greškama. Kao i u prirodnoj evoluciji, da bi ga podvrgli evoluciji od R18 enzima su napravili 50 miliona klonova, od kojih je svaki sadržao nasumične genetske promene u redosledu baza u RNK.
Zatim su odabrali da kopiraju one koji su imali najbolje osobine. Ponavljajući ovaj proces veliki broj puta, oni su progresivno stvarali sve bolje i bolje RNK enzime.
Odabirajući sve blagotvorne mutacije akumulirane iz brojnih selekcionih eksperimenata i spajajući ih u jedan jedini molekul, došli su do jednog RNK enzima koji su obeležili kao tC19Z, a funkcionisao je kao samoumnoživač! Pre ovog tC19Z bio je poznat samo rečeni R18 RNK enzim koji je mogao da kopira segment dugačak samo 14 „slova” i pri tome je bio izbirljiv – umnožavao je samo na određenim matricama RNK.
Međutim, RNK enzim tC19Z može pouzdano da kopira niz od 95 „slova”, što je sedmostruko više od R18. Suštinski, novi RNK enzim kopira sopstvenu RNK koja je skoro duga polovinu od sopstvene, tC19Z. Cilj je, dabome, da kopiran RNK molekul bude dug kao i matrica na kojoj je sintetisana nova RNK.
I priča nije tu završena.
U radu je, takođe, opisano da tC19Z može korektno da pravi kopije drugih RNK, a ne samo sopstvenih matrica. Sve to ukazuje da – jednom kada se pojavio prvi samoumnožavajući molekul RNK – on je mogao da se okruži dodatnim molekulima i da otpočne evoluciju mnogo, mnogo složenijeg života!
I sve se to dešavalo pre oko 3,5 milijardi godina, u nekom skrivenom kutku zemaljskog šara. Zahvaljujući tom RNK genijalcu-prapreteči, koji nije ni bio svestan svog postojanja, dogurasmo do današnjih dana, do čoveka u stanju da razgoliti, rekao bih, dosta prozaičan, neromantičan početak života na Zemlji!
Tako je sve započelo, i Quo Vadis Domine.
Prof. dr Vladimir Glišin
(Iz dodatka NIT - broj 6)
objavljeno: 08.11.2011.
.jpg)
