Учени от САЩ и Южна Африка показаха, че късите нуклеотидни вериги на РНК могат спонтанно да се комбинират помежду си, за да образуват големи молекули. Тази способност е необходима за появата в първичния бульон на съединения с ензимна активност, които съхраняват генетична информация. Статията на изследователите е публикувана в списанието Royal Society Open Science.
Според хипотезата на света на РНК, предшествениците на живите клетки са ензимни молекули (рибозими), способни да се копират (да се размножават). Известно е, че такива съединения са големи и сложни. Предполага се, че те са образувани от по-малки молекули чрез процес, наречен лигиране, при който две нуклеотидни вериги са свързани в своите краища. Такава реакция обаче се осъществява от отделна група ензими (лигази), така че светът на РНК би бил невъзможен без наличието на рибозими, които осигуряват собствена лигация.
Изследователите използваха сложна рибозимна РНК полимераза R18 като обект на изследване. Тази голяма молекула има две активни места. Единият от тях осъществява полимеразна активност, тоест синтезира молекула РНК от нуклеотиди, другата е лигазно ядро. Специалистите отстраниха различни фрагменти от рибозима, като получиха серия от малки вериги, всички от които имаха лигиращ център. Последните, както и цялата R18 полимераза, бяха поставени в среда, съдържаща други малки РНК молекули (субстрати).
Учените са оценили способността на молекулите да се самолигират. R18 показва много ниска активност, но най-малката нишка (R18-T4) привързва към себе си голямо разнообразие от РНК молекули. С увеличаване на дължината на веригата активността на лигазата намалява и молекулата може да се свързва само към определени субстрати. Според специалистите по този начин рибозимите придобиват специфичността, характерна за ензимите в живите клетки.
Резултатите от изследването показват, че в ранните етапи на света на РНК се появяват големи молекули чрез сливането на лигази с различни малки рибонуклеинови вериги. Първоначално такива съединения не могат ефективно да изпълняват ензимни функции, като самокопиране, но те вече имат специфичност за определени субстрати. В хода на молекулярната еволюция способността им за репликация се е увеличила.