Синтезированы все нуклеотиды в условиях абиогенной планеты.

Miller-Urey experiment
Чешские ученые синтезировали все нуклеотидные основания РНК внутри экспериментальной установки, в которой были имитированы условия на Земле несколько миллиардов лет назад. Результаты исследования являются доказательством происхождения жизни из неорганических веществ. Статья биологов опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences. Об этом сообщается на сайте Phys.org.
Исследователи планировали усовершенствовать эксперимент Миллера-Юри 1953 года, в котором были получены 22 различные аминокислоты. Тогда систему из нескольких стеклянных колб заполняла смесь из метана, аммиака, водорода и окиси углерода. Также присутствовали водяные пары, которые проходили через имитирующие молнии электрические разряды. В новой версии установки применялись лазеры для симуляции плазмы, возникающей при столкновении с астероидами.
После эксперимента ученые обнаружили, что в растворе содержались такие вещества, как цианистый водород и формамид — производное муравьиной кислоты, содержащее амидную группу. Формамид способен образовывать гуанин — азотистое основание, входящее в состав одного из нуклеотидов ДНК и РНК. Кроме того был выявлен сам гуанин, а также урацил, цитозин, аденин, мочевина и аминокислота глицин.
***************

Уже давно исследователи предположили, что химическая реакция фосфорилирования может быть «спусковым крючком», запускающим сборку трех ключевых ингредиентов в ранних формах жизни. Это короткие нити нуклеотидов, хранителей генетической информации, цепочки аминокислот (пептидов, ответственных за работу клеток) и липиды, участвующие в «упаковке» информации в структуры. Однако никто никогда не обнаруживал фосфорилирующего вещества, который, в теории, должен был присутствовать на ранней Земле.
Теперь химики идентифицировали это соединение — диамидофосфат.
Исследование является результатом усилий специалистов по всему миру, которые искали правдоподобный маршрут эпического путешествия от пребиологической химии до биохимии.
Ранее ученые предлагали химические реакции, которые могли бы привести к фосфорилированию добиологических молекул на ранней Земле. Но в этих сценариях участвовали различные фосфорилирующие вещества для различных типов молекул — их сложно было объединить в одном и том же месте, чтобы они образовали примитивные формы жизни.
Однако диамидофосфат умеет фосфорилировать каждый из четырех строительных блоков РНК. С добавлением катализатора имидазола — простого органического соединения, которое точно существовало миллионы лет назад, — активность диамидофосфата приводила к появлению коротких РНК-подобных цепей.
Кроме того, взаимодействие открытого учеными соединения с водой и имидазолом запускало липидные блоки, блокирующие глицерин и жирные кислоты. Этот процесс приводит к «автоматической» сборке фосфолипидных капсул — примитивных версий клеток.
Геохимикам это напомнило фею-крестную Золушки, которая одним взмахом волшебной палочки преображает мир вокруг, создавая нечто сложное и необыкновенное. Значимость диамидофосфата в развитии жизни на Земле, может быть, и сложно доказать спустя миллиарды лет, однако ключевые аспекты химии этого соединения еще встречаются в современной биологии — реакция этого соединения происходит через разрыв связей фосфора и азота.
Кроме того, на ранней Земле, вероятно, существовали минералы, которые выделяли соединения фосфора и азота при правильных условиях. В исследовании пригодился опыт астрофизиков, которые нашли следы ранних соединений азота и фосфора в газе и пыли межзвездного пространства. Вероятно, эти соединения не обошли Землю стороной, передает Phys.org.

Похожие статьи

Оставить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *