ПЛОТНОУПАКОВАННЫЕ СТЭКИНГ-ДИМЕРЫ АЗОТИСТЫХ ОСНОВАНИЙ КАК ПРЕДШЕСТВЕННИКИ РНК В МОЛЕКУЛЯРНОЙ ЭВОЛЮЦИИ

Рапопорт В. Л.
Физический факультет СПбГУ, 198904 Санкт-Петербург
Являлись ли молекулы РНК простейшими системами, способными к самовоспроизведению, или в молекулярной эволюции были более простые системы с теми же свойствами - это один из интересных вопросов в теории происхождения жизни. Мы рассмотрели спектроскопические данные (спектры УФ-поглощения, люминесценции, ее возбуждения и поляризации) об образовании в концентрированных водных растворах азотистых оснований, динуклеотидах и полинуклеотидах стэкинг-димеров с экситонными спектрами поглощения (экситонное ращепление около
3000 см-1) и межплоскостным расстоянием 2,8-3 ?. Структурная модель этих димеров - плотная упаковка оснований. Существенно, что такие стэкинг-димеры азотистых оснований не разрушаются при 80-85°С, когда Н-связи в уотсон-криковских парах рвутся. Возможно, что такая прочность этих димеров обязана не только межмолекулярному взаимодействию оснований, но и водным и/или ионным мостикам. Выдвигается точка зрения, что такие стэкинг-димеры нуклеиновых оснований являются самой простой системой, обладающей способностью к самовоспроизведению. Предлагается гипотетическая схема размножения плотноупакованных стэкинг-димеров в смешанном растворе азотистых оснований при циклических нагревах до 85-90°С и охлаждениях до 1-5°С. В этой схеме при низкой температуре на стэкинг-димере оснований одного сорта образуется мини-двойная спираль с комплементарными основаниями, которая разделяется на два плотноупакованных димера при нагреве. При последующем охлаждении образуются две мини-спирали, которые разделяются на четыре плотноупакованных димера двух сортов оснований при повторном нагреве.