Chp3 RNA World Hypothesis

Molecular Biology of RNA 2nd edition (David Elliott & Michael Ladomery)

 

RNA world Hypothesis란 초기의 유전물질은 RNA였을 것이라는 하나의 가설이다. 매우 논리적인 가설이라고 필자는 생각한다. 왜냐면? 고작해야 베베 꼬여서 유전정보를 저장하는 DNA보다는 핵으로도 직접 행차하시고 Cytoplasm도 돌아보고 때로는 vesicle을 타고 몸도 순환해보고 그런 RNA가 다재다능한 것이 더 적임자일 것 같지 않은가? 솔직히 왕도 가만히 궁궐에 앉아있는 놈보다 행차하는 놈이 더 나으니까? 슬슬 새벽이 다가오는 것을 느낀다. 

 

 

자자. 

근데 과학은 그럴 거 같은데요?는 없다. 

데이터를 가져와야 한다. 

 

그래서? 데이터 가져와. 

 

우선 이를 증명하기 위한 실험을 소개하기 앞서서 DdRP의 중요한 특징 두 가지를 소개받아야 한다. 

 

DNA-dependent RNA polymerase의 특징

	Induced fit mechanism 맞는 NTP가 올 때에만 ligase 활성을 가져야 한다.
	Processivity Template에 붙어서 계속 진행할 수 있어야 한다.

만일 RNA 그 자체가 이러한 활성을 가진다는 것이 확인이 된다면, 최초의 유전물질이 RNA 였을 가능성이 커지는 것이다. 

 

Ligase 활성 확인 실험

Stage 0
	5'과 3'OH를 근접시키니까 반응은 일어남. 하지만 절반의 reactant가 반응하는데 33년이 걸림. (사실 생명의 긴 역사를 생각하면 애교 수준의 짧은 길이이지만.)
Stage 1
	놀랍게도 여기에 catalytic domain을 결합시켜주니까 5분이면 반응이 일어났음.  Catalytic domain을 어떻게 찾았냐고? 바로 SELEX를 통해서.  random하게 220NT를 합성한 다음 catalytic activity가 있는 것만 ligase 시켜서 실험을 진행했음. 아래 그림을 참고.

 

Polymerase 활성 확인 

template strand가 attatch 되기만 해도 polymerase 활성을 보임.

 

그러나 이 실험들은 한계점 또한 가지는데

1) 14NT만이 3'OH에 추가될 수 있었고

2) 합성하고 놔주고, 합성하고 놔주고 하는 방식으로 진행되는 polymerase와 다르게 in vitro에서는 그냥 다 촉매하고 놔주는 다른 양상을 보였으며

3) 고농도의 Mg2+와 basic pH를 필요로 했다는 것이다.