Forskere fra USA og Sør-Afrika har vist at korte RNA-nukleotidkjeder spontant kan kombineres med hverandre for å danne store molekyler. Denne evnen er nødvendig for utseendet i den primære buljongen av forbindelser med enzymatisk aktivitet som lagrer genetisk informasjon. Forskernes artikkel ble publisert i tidsskriftet Royal Society Open Science.
I henhold til hypotesen om RNA-verdenen var forløperne for levende celler enzymmolekyler (ribozymes) som var i stand til å kopiere seg selv (replikere). Det er kjent at slike forbindelser er store og komplekse. De skulle formes fra mindre molekyler gjennom en prosess som kalles ligering, når to nukleotidkjeder er koblet i endene. Imidlertid utføres en slik reaksjon av en egen gruppe enzymer (ligaser), slik at RNA-verdenen ville være umulig uten tilstedeværelse av ribozymer som gir sin egen ligering.
Forskerne brukte et komplekst ribozym RNA-polymerase R18 som et forskningsobjekt. Dette store molekylet har to aktive steder. Den ene av dem utfører polymeraseaktivitet, det vil si syntetiserer et RNA-molekyl fra nukleotider, den andre er en ligasekjerne. Spesialistene fjernet forskjellige fragmenter fra ribozymet og fikk en serie små kjeder, som alle hadde et ligeringssenter. Sistnevnte, så vel som fullstendig R18-polymerase, ble plassert i et miljø som inneholder andre små RNA-molekyler (substrater).
Forskere har evaluert molekylers evne til selvligering. R18 viste veldig lav aktivitet, men den minste streng (R18-T4) festet et stort utvalg av RNA-molekyler til seg selv. Med en økning i kjedelengden reduserte ligaseaktiviteten, og molekylet kunne bare binde seg til visse underlag. I følge eksperter er det slik ribozymer tilegner seg spesifisiteten som er enzymer i levende celler.
Resultatene fra studien viste at i de tidlige stadiene av RNA-verdenen dukket det opp store molekyler gjennom fusjon av ligaser med forskjellige små ribonukleiske kjeder. Til å begynne med kunne slike forbindelser ikke effektivt utføre enzymatiske funksjoner, for eksempel selvkopiering, men de hadde allerede spesifisitet for visse underlag. I løpet av molekylær evolusjon har deres evne til å replikere økt.
