Spontane Bildung von RNA‐Strängen, Peptidyl‐RNA und Cofaktoren

Abstract

Wie sich die heutige biochemische Maschinerie aus einfachen Vorläufern entwickelte, ist eine ungelöste Frage. Wir zeigen nun, dass Ribonukleotide und Aminosäuren in Abwesenheit von Enzymen zu Peptidyl‐RNAs kondensieren, und zwar unter Bedingungen, die auch spontanes genetisches Kopieren induzieren. Es treten templatfreie Bildung von RNA‐Strängen, die genetische Information codieren können, die Bildung von Peptidyl‐RNAs und die Bildung der Cofaktoren NAD + , FAD und ATP unter den gleichen Bedingungen auf. In den Peptidyl‐RNAs sind die Peptidketten über eine Phosphorsäureamidgruppe an ein Ribonukleotid gebunden. Peptidyl‐RNAs mit langen Peptidketten lassen sich aus einem Pool selektieren, wenn eine lipophile Phase angeboten wird, die das Innere von Membranen simuliert. Freie Peptide lassen sich aus Peptidyl‐RNA durch Ansäuern freisetzen. Unsere Ergebnisse zeigen, dass Schlüsselmoleküle der Genetik, der Katalyse und des Metabolismus unter denselben Bedingungen entstehen können, ohne dass es mineralische Oberflächen, Enzyme oder eine chemische Voraktivierung bräuchte.