Ученые открыли новые химические реакции, подходящие для самозарождения жизни
Недавно ученые вывели новый набор химических реакций, в которых используются цианид, аммиак и углекислый газ — все эти вещества были обычными на ранней Земле — для образования аминокислот и нуклеиновых кислот, строительных блоков белков и ДНК.
«Мы нашли новое решение, чтобы объяснить этот переход от пребиотической к биотической химии. Мы думаем, что реакции, которые мы описали, могли произойти на ранней Земле», — говорит Раманараянан Кришнамурти, доцент кафедры химии Исследовательского института Скриппса (США) и ведущий автор новой статьи.
Работа опубликована в журнале Nature Chemistry, о ней рассказывает Рhys.org.
В клетках аминокислоты генерируются из α-кетокислот с использованием как азота, так и специализированных белков — ферментов. Исследователи нашли доказательства того, что α-кетокислоты, вероятно, существовали уже в начале истории Земли. Однако до появления клеточной жизни аминокислоты должны были образовываться из чего-то другого.
Кришнамурти и его коллеги заподозрили, что цианид, даже без ферментов, может помочь превратить α-кетокислоты в аминокислоты. Поскольку они знали, что в той или иной форме потребуется азот, добавили аммиак — форму азота, которая должна была присутствовать на ранней Земле. Затем путем проб и ошибок обнаружили третий ключевой ингредиент: углекислый газ. Из этой смеси быстро начали формироваться аминокислоты.
«Мы ожидали, что разобраться в этом будет довольно сложно, а оказалось, что просто», — говорит Кришнамурти.
Поскольку реакция относительно похожа на то, что происходит внутри клеток, за исключением того, что она вызвана цианидом, а не белком, скорее всего, именно она является источником ранней жизни.
В процессе изучения своего химического «бульона» ученые обнаружили, что побочным продуктом той же реакции является оротат, предшественник нуклеотидов, составляющих ДНК и РНК. Это говорит о том, что один и тот же «первичный бульон» при правильных условиях мог дать начало большому количеству молекул, необходимых для ключевых элементов жизни.
«Мы продолжим исследование того, какая химия может появиться из этой смеси. Могут ли аминокислоты начать формировать небольшие белки? Может ли один из этих белков начать действовать как фермент, чтобы производить больше аминокислот?», — говорит Кришнамурти.
