O nouă cercetare sugerează că misterul originii codului genetic ar putea fi dezvăluit prin studierea unor particule proteice minuscule, oferind o perspectivă inovatoare asupra modului în care viața a apărut pe Pământ. Studiul, realizat de cercetători de la Universitatea Illinois Urbana-Champaign, se concentrează pe dipeptide, unități simple formate din doi aminoacizi legați printr-o legătură peptidică, indicând o sincronizare strânsă între diverse procese biologice timpurii.

Genele, ca un manual de instrucțiuni pentru viață, stochează informațiile necesare pentru ca celulele să se construiască, să se repare și să se reproducă. Oamenii de știință au căutat mult timp să înțeleagă cum a apărut inițial acest sistem. Noua cercetare adoptă o abordare diferită, sugerând că răspunsul ar putea fi ascuns nu în ADN-ul propriu-zis, ci în cele mai simple unități structurale ale proteinelor.

Secretele dipeptidelor

Echipa de cercetare, condusă de profesorul Gustavo Caetano-Anolles, a explorat rolul dipeptidelor pentru a înțelege mai bine compoziția proteică. Studiul a analizat 4,3 miliarde de secvențe de dipeptide din 1.561 de proteomuri aparținând celor trei domenii principale ale vieții: Archaea, Bacteria și Eukarya.

Viața pe Pământ a apărut acum aproximativ 3,8 miliarde de ani, dar codul genetic a apărut probabil cu circa 800 de milioane de ani mai târziu. Cercetătorii sugerează că proteomul ar putea deține indicii importante despre etapele timpurii ale dezvoltării codului genetic. Dipeptidele par să fi fost deosebit de importante ca blocuri structurale timpurii. Există 400 de combinații posibile de dipeptide, iar frecvența lor variază de la un organism la altul.

O cronologie evolutivă armonioasă

Cercetătorii au demonstrat că sintetazele și ARNt au evoluat împreună pe măsură ce aminoacizii au fost încorporați în codul genetic. Adăugând dipeptidele în analiză, aceștia au testat dacă acest model se menține la un alt nivel de organizare biologică. Echipa a constatat că rezultatele sunt coerente, identificând aceeași progresie a aminoacizilor adăugați la codul genetic într-o ordine specifică.

Studiul a identificat, de asemenea, o simetrie izbitoare în perechile de dipeptide. Fiecare dipeptidă constă din doi aminoacizi, cum ar fi alanină-leucină (AL), în timp ce omologul său, numit anti-dipeptidă, inversează ordinea: leucină-alanină (LA). Majoritatea perechilor dipeptidă și anti-dipeptidă au apărut foarte aproape unele de celelalte pe cronologia evolutivă.

Implicații pentru viitor

Înțelegerea modului în care a evoluat codul genetic oferă perspective asupra originilor vieții și sprijină progresele în domenii precum biologia sintetică, cercetarea biomedicală și ingineria genetică. Rezultatele studiului sugerează că dipeptidele ar fi putut apărea codificate în catene complementare de genomuri de acid nucleic, probabil ARNt-uri minimaliste care interacționau cu enzime primordiale. Lucrările de cercetare privind originea vieții continuă să avanseze, oferind noi perspective asupra istoriei complexe a planetei noastre.