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.