Возможно, никто и не догадывался, но РНК, нуклеиновая кислота, вовлечённая во множество клеточных функций, включая синтез белка, похоже, является единственной «нитью жизни», которая не даёт узлов.

На протяжении лет достижения структурной биологии показали, хоть белки и ДНК подвержены влиянию эволюционного отбора, они не избегают действия статистического закона, в рамках которого длинные и плотноупакованные нити обязательно будут запутываться.

До нынешнего времени никто не изучал, как в этом плане обстоят дела в случае РНК.

Используя структурное описание приблизительно 6 тысяч цепей РНК, информация о которых находится в базе данных белковых структур (PDB), публично доступном хранилище, позволяющем учёным делиться данными о структуре белков, ДНК и РНК, Кристиан Мичилетти (Cristian Micheletti), Марко Ди Стефано (Marco Di Stefano) – сотрудники института «СИССА», Италия – и Генри Орланд (Henri Orland, сотрудник научно-исследовательского центра «СЕА», Сакле) решили заняться поиском узлов РНК.

«Мы ожидали, что данные длинные, гибкие молекулы поведут себя так же, как и другие – ДНК и белки – формируя узлы с определённой частотой. Но нас ждал сюрприз: из 6 тысяч известных структур только в трёх случаях были выявлены «предполагаемые» узлы», – уточняет Кристиан Мичилетти. «Предполагаемые» по той причине, что они могут иметь искусственную природу.

Как поясняют авторы проведённого исследования, использованная база данных содержит разнообразные описания одинаковых молекул, внесённые в неё разными исследовательскими группами, которые применяли различные экспериментальные методики, дающие разное разрешение.

Сравнивая альтернативные описания РНК, которые могут нести узловые структуры, специалисты не обнаружили искомых узлов. Выявленные три случая, по мнению учёных, могут иметь искусственную природу. На это указывает тот факт, что для получения описаний их альтернативных, не несущих узлов структур были использованы наиболее точные методики рентгеноструктурной кристаллографии.

РНК естественной природы можно рассматривать как тип молекулы, которая стремится принять наиболее простые геометрические конфигурации.

«Компьютерные модели демонстрируют, что, если воссоздать последовательности РНК естественной природы рандомно, мы получим гораздо более свёрнутые и сложные структуры», – поясняет Кристиан Мичилетти.

По словам Ди Стефанио,

может существовать множество причин, которые лежат в основе данного наблюдения.

«Не исключено, что химическая структура РНК естественного происхождения эволюционировала таким образом, чтобы надёжно и быстро приобретать простые, точно воспроизводимые формы, обеспечивающие должную их обработку молекулярными машинами, которые декодируют их, чтобы синтезировать белки. Любые узловые структуры оказывали бы негативное влияние на данный процесс», – пишут учёные.

По их мнению,

необходимо провести дополнительные исследования, направленные на получение представлений о том, что запрещает образование узлов в РНК.