Scienziati degli Stati Uniti e del Sud Africa hanno dimostrato che brevi catene di nucleotidi di RNA possono combinarsi spontaneamente tra loro per formare grandi molecole. Questa capacità è necessaria per la comparsa nel brodo primario di composti ad attività enzimatica che immagazzinano informazioni genetiche. L'articolo dei ricercatori è stato pubblicato sulla rivista Royal Society Open Science.
Secondo l'ipotesi del mondo RNA, i precursori delle cellule viventi erano molecole enzimatiche (ribozimi) capaci di copiarsi (replicarsi). È noto che tali composti sono grandi e complessi. Dovevano essere formati da molecole più piccole attraverso un processo chiamato legatura, in cui due catene nucleotidiche sono collegate alle loro estremità. Tuttavia, una tale reazione viene eseguita da un gruppo separato di enzimi (ligasi), quindi il mondo dell'RNA sarebbe impossibile senza la presenza di ribozimi che forniscono la propria legatura.
I ricercatori hanno utilizzato un complesso ribozima RNA polimerasi R18 come oggetto di ricerca. Questa grande molecola ha due siti attivi. Uno di loro svolge l'attività della polimerasi, cioè sintetizza una molecola di RNA dai nucleotidi, l'altro è un nucleo di ligasi. Gli specialisti hanno rimosso vari frammenti dal ribozima, ottenendo una serie di piccole catene, tutte dotate di un centro di legatura. Quest'ultimo, così come la polimerasi R18 completa, sono stati posti in un ambiente contenente altre piccole molecole di RNA (substrati).
Gli scienziati hanno valutato la capacità delle molecole di auto-legarsi. R18 ha mostrato un'attività molto bassa, ma il filamento più piccolo (R18-T4) ha attaccato a se stesso un'ampia varietà di molecole di RNA. Con un aumento della lunghezza della catena, l'attività della ligasi è diminuita e la molecola potrebbe legarsi solo a determinati substrati. Secondo gli esperti, è così che i ribozimi acquisiscono la specificità caratteristica degli enzimi nelle cellule viventi.
I risultati dello studio hanno mostrato che nelle prime fasi del mondo dell'RNA, grandi molecole apparivano attraverso la fusione di ligasi con varie piccole catene ribonucleiche. Inizialmente, tali composti non potevano svolgere efficacemente funzioni enzimatiche, come l'auto-copia, ma avevano già specificità per alcuni substrati. Nel corso dell'evoluzione molecolare, la loro capacità di replicarsi è aumentata.
