Фото: Tony Z. Jia
Международная группа ученых обнаружила, что простые химические соединения — гидроксикислоты — могли способствовать появлению первых живых клеток. Статья исследователей опубликована в журнале Biomacromolecules, кратко о научной работе рассказывается в пресс-релизе на Phys.org.
Гидроксикислоты, вещества структурно похожие на аминокислоты, но во много раз более широко распространенные в космосе и на ранней Земле, способны связываться вместе и образовывать структуры, напоминающие современные клетки. Ученые показали, что это происходит при постепенном выпаривании раствора, например, в лужах или мелких водоемах на древних пляжах.
Внешние оболочки клеток состоят из липидов, способных спонтанно образовывать в воде замкнутые структуры, например, везикулы (внутриклеточные органеллы, напоминающие пузырьки). Одна часть молекул контактирует с водой, то есть является гидрофильной, а другая, гидрофобная, избегает контакта с ней. В новом исследовании ученые показали, что гидроксикислоты обладают схожими амфифильными свойствами, образуя каплевидные структуры, при этом эти молекулы по строению проще, чем биологические липиды.
Если приготовить раствор со слегка отличающимися по свойствам типам гидроксикислот (например, по заряду), начнут возникать новые типы полиэфиров, способные спонтанно образовывать стабильные структуры, напоминающие клетки. Они обладают важными для жизнедеятельности функциями, такими как способность разделять нуклеиновые кислоты. Ученые считают, что при дальнейшем увеличении сложности экспериментальной системы может возникнуть еще больше потенциально полезных функций. В древности такие свойства простых молекул, скорее всего, привели к возникновению примитивной жизни.