Химики изучили в лаборатории процесс возникновения жизни, применяя примитивные компоненты

128
Источник:   —  13 мая 2016, 14:56

Что должно было случиться в те дальнии времена, дабы из примитивных отдельных молекул появилась одна новая, способная к самовоспроизведению? Безусловно, старинная "хореография" навечно останется спрятанной от нас временем, но учёные заявили, что, вполне вероятно, определили одну их главных стадий того великого события в истории нашей планеты.

Химики изучили в лаборатории процесс возникновения жизни, применяя примитивные компоненты

"Танец" молекул, который привёл к возникновению жизни миллиарды лет назад, до сих пор остаётся одной из самых огромных тайн для нынешней науки. Что должно было случиться в те дальнии времена, дабы из примитивных отдельных молекул появилась одна новая, способная к самовоспроизведению? Безусловно, старинная "хореография" навечно останется спрятанной от нас временем, но учёные заявили, что, вполне возможно, определили одну их главных стадий того великого события в истории нашей планеты.

Химики из Германии рассказали о реакции, в процесе которой основные химические вещества, присутствовавшие на ранней Земле, могли привести к происхождению соединений, так называемых пуринов. Это химические вещества, которые являются ключевым компонентов ДНК, её "сестры" РНК и энергетического обмена во всех клетках.

Новая научная работа является "очень прекрасной химией", говорит Джеральд Джойс (Gerald Joyce), химик из Научно-исследовательского института Скриппса.

Он и его сотрудники уже давным-давно предположили, что одним их главных ранних происшествий в данном процессе было образование РНК – длинной схожей на цепочку молекулы, которая несёт в себе генетическую информацию и ускоряет химические реакции.

Обе эти функции нужны для улучшения жизни. Но узнать, насколько могла возникнуть сама РНК и что привело к появлению "мира РНК", учёным пока не удаётся.

Напомним, что РНК (либо рибонуклеиновая кислота) состоит из четырёх разных химических "строительных блоков": нуклеотидов аденина (А), гуанина (G), цитозина (С) и урацила (U).

Семь лет назад ученые под управлением химика Джона Сазерленда (John Sutherland) показали правдоподобную серию стадий-реакций, в процесе которых на ранней Земле могли возникнуть цитозин и урацил — производные пиримидина.

Но в той работе не было показано, как появились аденин и гуанин, производные пурина.

Иным изыскателям получилось отчасти решить пуриновую загадку. Так, в одна тысяча девятьсот семьдесят втором году химик Лесли Орджел (Leslie Orgel) и его сотрудники предложили один из допустимых путей образования пурина на ранней Земле. Но это никогда не казалось правдоподобным, рассказывает Томас Карелл (Thomas Carell), химик из Мюнхенского университета Людвига-Максимилиана.

"Люди искали неестественнее пути, дабы получить пурины, на протяжении 40 лет", — говорит Карелл.

Он и его сотрудники наткнулись на новую зацепку некоторое количество лет назад, когда изучили, как ДНК повреждается. ДНК очень схожа с РНК, за исключением того, что "кирпичик" урацил заменяется в ней тимином.

Ученые изучили, как молекулы формамидопиримидина (FaPy) реагируют с ДНК, и нашли, что они также влияют на образование пуринов. По этой причине учёные решили узнать, могли ли ранние земные обстоятельства породить FaPy и, следственно, пурины.

1-й шаг был простым: для него требовались только водород, цианид (соль цианистого водорода) и вода. Цианистый водород — это достаточно простая молекула, содержащая только три атома – водород, азот и углерод. Считается, что она присутствовала в большом изобилии на ранней Земле. Она легко реагирует с водой, образуя класс молекул аминопиримидинов. Последние содержат некоторое количество химических групп, называемых аминами.

Как правило, амины беспорядочно реагируют, образуя широкий выбор разных соединений. Это нехорошо, разъясняет Карелл, потому что множество из этих продуктов не будут пуринами.

Команда учёных решила проблему с поддержкой небольшого числа кислоты, которая также, считается, была в изобилии предложена на ранней Земле. Реакция вызволила добавочные протоны из кислоты, которые присоединились к аминопиримидинам.

Добавочные протоны "убили" химическую реакционную способность всех помимо одной аминогруппы в молекуле. В последствии, к огромной радости химиков, одинокий амин, который остался химически активным, стал именно тем, что воздействует на образование пурина.

И это ещё не всё. Последующие лабораторные тесты, представленные в научном журнале Science, показывают, что химически активный амин в аминопиримидине легко связывается либо с муравьиной кислотой, либо с формамидами.

Подметим, что в прошлом году космический агрегат "Розетта" нашел оба этих химических вещества на комете, так что учёные считают, что они также, вероятно, могли появиться на Земле.

Подчеркивается, что как только связи были образованы, продукты этих реакций после этого "радостно" реагировали с сахарами для производства большого числа пуринов. "Это как каскад костяшек домино", — сопоставляет Карелл.

Но есть те, кто вносит крупную долю колебаний в открытие учёных. Так, химик Стивен Беннер (Steven Benner) из Фонда прикладной молекулярной эволюции, США, соглашается с тем, что предложенный синтез пуринов является "важный шаговм вперёд" в вопросе понимания образования РНК.

Но даже если итоги правильны, говорит он, химические обстоятельства, породившие пурины, не совпадают с теми, которые группа Сазерленда предложила для образования пиримидинов. По этой причине до сих пор не ясно, каким образом A, G, C и U, в финальном счёте, соединись совместно в цельную цепь.

Помимо того, даже если все строительные блоки РНК были в одном месте и в одно и то же время, до сих пор остаётся загадкой, как в конце концов была сформирована полновесная РНК, заключает Беннер.

Полагаем, что учёные будут разбираться с этими вопросами в последующем. Прежде они также воссоздавали обстоятельства для зарождения жизни в космосе.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ
Верховная Рада: скончалась не ветеран, облитая зеленкой девятого мая, а её сестра

Верховная Рада: скончалась не ветеран, облитая зеленкой девятого мая, а её сестра

О гибели Любови Печко заявили раньше пользователи соцсетей.

100
СМИ опровергли сообщения о гибели расстрелянного замглавы ростовского селения

СМИ опровергли сообщения о гибели расстрелянного замглавы ростовского селения

По некоторым данным, он остался жив и находится в тяжелом состоянии.

382
После покушения в клинике умер замглавы ростовского селения

После покушения в клинике умер замглавы ростовского селения

Про это ТАСС известили в пресс-службе ГУ МВД региона. Дополнительная информация: СМИ опровергли сообщения о гибели расстрелянного замглавы...

427
В Раде устроили драку из-за выступления депутата на русском языке

В Раде устроили драку из-за выступления депутата на русском языке

Из-за этого случая собрание было закрыто раньше срока.

411
facebook
Нажмите «Нравится»,
чтобы читать 1NNC в Facebook