Спорное открытие выявило роль воды в эволюции живых организмов

Химики из Орегонского университета впервые выдвинули теорию перехода стабильных оснований, составляющих ДНК, в «темное состояние», в котором они крайне уязвимы для ультрафиолетового излучения. Тем самым были поставлены под сомнение некоторые из основных концепций современной биохимии.

Как говорит профессор химии Вэй Конг (Wei Kong), полученные данные не соответствовали общепринятым представлениям о ДНК, и большинство изданий отвергало их как слишком радикальные. Однако после ряда публикаций в научных журналах интерес к этому вопросу значительно возрос, и теорию подтвердили результаты других исследований, сообщает EurekAlert.

Стабильность азотистых оснований противостоит угрожающим жизни мутациям и организует структуру генетического материала. Однако исследования с помощью сложных методов электронной спектроскопии показали, что эти основания стабильны только в составе живого организма, где окружены другими основаниями с водородными связями, позволяющими высвобождать энергию фотонов в форме тепла.

При облучении ультрафиолетовым лазером молекулы ДНК на 20–300 наносекунд переходили в нестабильное, колеблющееся «темное» состояние, в котором легко мутировали и не восстанавливались от повреждений полностью.

Хотя нестабильное состояние продолжается недолго, этого более чем достаточно для мутаций. Как же могла возникнуть жизнь, если носители генетических свойств так легко изменяются и разрушаются? Ведь миллионы лет назад не существовал озоновый слой, и ультрафиолетовое излучение было очень жестким. Сильные фотохимические повреждения значительно осложнили бы выживание биомолекул, не говоря о дальнейшей эволюции жизни.

Ответ на этот вопрос есть: нестабильность исчезает в присутствии воды. Таким образом, азотистые основания первых молекул ДНК могли сохраниться в водной среде и дать начало более сложным формам жизни.

У современных форм жизни есть другие механизмы, обеспечивающие стабильность. Но теперь мы знаем, что ДНК основных форм неустойчива и легко повреждается ультрафиолетовыми лучами. Выживание ранних форм жизни было бы невозможно без воды.

Оригинал статьи находится на сайте CNews.ru