Впервые учёные из Японии воссоздали процесс размножения первых клеток, которые появились более 4 млрд. лет назад. Размножающийся организм состоял из из липидной мембраны, висящей на ней молекулы ДНК и ряда белков, необходимых для копирования последней. Какого же было их удивление, когда они увидели, что эта протоклетка начала самостоятельно размножаться!
Как мы помним, размножение является одним из фундаментальных свойств живых существ. Поэтому логично предположить, что самые первые организмы, которые появились где-то около 4 миллиардов лет тому назад (древнейшие из них известны из пород гренландской формации Исуа, возраст которой - 3, 9 миллиардов лет), им тоже обладали. Иначе как бы они смогли расселяться? Однако, как это ни странно, до настоящего времени ученые тщетно бились над загадкой, каким образом происходило деление первых клеток.
Дело в том, что клеточное деление - достаточно сложный процесс, требующий участия множества различных веществ. У эукариот (организмов, чья ДНК заключена в ядро) в нем принимают участие тысячи одних только белков. У прокариот же (бактерий, сине-зеленых водорослей) с этим хоть и по проще, однако все равно, один только процесс деления клеточной мембраны нуждается в помощи десятков белков. Но откуда все эти необходимые вещества были в первичных клетках, которые, по мнению биологов и химиков, должны были быть устроены даже не просто, а очень просто?
Так что тут получается своеобразная "уловка 22": без деления живые организмы не смогли бы расселяться и вскоре погибли бы от голода, исчерпав все ресурсы поблизости, а делиться они тоже не могли, поскольку их клетки тогда вряд ли содержали необходимые для этого процесса вещества. Замкнутый круг, одним словом. До сих пор эта проблема не имела решения - никто из теоретиков не мог даже смоделировать процесс "первичного" деления, не говоря уж о том, что бы провести эксперимент, этот процесс воспроизводящий. Однако недавно японским биохимикам, похоже, удалось разрешить эту самую сложную эволюционную загадку.
Прежде всего исследователи из Токийского университета создали гипотетическую протоклетку. Она представляла собой пузырек, оболочка которого состояла из липидов (разновидность жиров), а внутри находилось ДНК и белки, осуществляющие ее копирование (или репликацию). При этом, поскольку ДНК и липидная мембрана несут разноименный заряд, то молекула наследственного вещества была как бы заякорена одним концом на мембране. Биохимики, поглядев на свое "творение", сочли, что оно весьма похоже на первичные организмы, которые давным-давно обитали на нашей планете.
Дальше биологи запустили процесс копирования ДНК. Он пошел абсолютно нормально и скоро вся внутренняя поверхность пузырька оказалась просто "утыкана" дочерними копиями данной молекулы. После этого к местам их прикрепления ученые добавили в мембрану некоторое количество новых липидов. И вот тут-то случилось весьма интересное событие: новые жировые молекулы собирались у свежесинтезированных копий ДНК и в конечном счете формировали новый пузырек, который отрывался от дочерней протоклетки. Причем все это происходило автоматически и никакого контроля над данным процессом со стороны наследственного вещества не наблюдалось - молекулы ДНК вели себя абсолютно пассивно и не пытались как-то "руководить" делением.
