Вопрос о том, как возникла жизнь на Земле, люди задают себе с незапамятных времен. Хотя ученые относительно уверены в том, когда это произошло, однозначного ответа на вопрос, почему – не было. Как аминокислоты, химические строительные блоки жизни, собрались примерно четыре миллиарда лет назад, чтобы создать первые белковые молекулы?
Пока этот вопрос остается без ответа, ученые делают новые открытия, которые могут помочь сузить его. Например, группа исследователей из Центра химической эволюции (CCT) Технологического института Джорджии недавно провела исследование, показавшее, каким образом ранние предшественники молекулы белка соединялись, образуя цепь.
Исследовательская группа провела эксперимент, поместив набор из 3-х аминокислот (лизин, аргинин и гистидин) вместе с тремя небиологическими конкурирующими аминокислотами в воду с оксикислотами, которые, как известно, способствуют аминокислотным реакциям и могли бы быть распространены на пребиотической Земле.
Затем их подвергли воздействию условий, существовавших (теоретически) на Земле во время Хадейского Эона 4 млрд лет назад. Смесь нагревали до 85 градусов Цельсия, ускорив тем самым процесс реакции и вызвав испарение воды.
К удивлению ученых, из биологических аминокислот образовались аккуратные сегменты, связанные между собой через α-аминогруппы, состоящие из азота и водорода, и достаточно реакционно способные. Одновременно они - часть ядра аминокислот и других аминов, образующих боковые цепи, которые часто более реактивны.
Еще одним сюрпризом стало то, что биологические аминокислоты побеждают небиологические с точки зрения реактивности. Последние кислоты, которых сегодня нет в белках, потенциально способны химически реагировать так же хорошо или даже лучше, чем биологические.
Более того, команда ожидала, что включение этих кислот даст биологическим стимул и сможет даже привести к созданию новых белков. Тем не менее, реакции привели в основном к образованию пептидов (два или более аминокислотных строительных блоков, связанных вместе), которые были ближе к сегодняшним фактическим белкам. Также исследователи полагали, что небиологические аминокислоты превзойдут биологическую аминокислоту, известную как лизин, и что лизин не сможет надежно образовывать цепи.
В обоих случаях они были не правы, и вместо этого обнаружили, что лизин шел в цепи так, как это происходит с белками сегодня. Исходя из этого, команда выдвинула гипотезу, что сборные аминокислотные цепи, которые полезны в живых системах, эволюционировали до того, как жизнь нашла способ производить белки.
На пребиотической Земле был бы гораздо больший набор аминокислот - более 500. Есть ли что-то особенное в этих 20 аминокислотах, или они просто замерзли в какой-то момент эволюции?
Короче говоря, эксперимент предполагает, что аминокислоты, используемые в белках, связаны друг с другом, потому что вместе они реагируют более эффективно, имея при этом мало побочных реакций. Это также придает дополнительную достоверность теории о том, что большинство биологических полимеров образуются во влажном и сухом циклах, о чем исследователи спорят годами.
Эта теория, которая гласит, что первые белки произошли на подмытых дождем равнинах или запеченных солнцем скалах на берегу озера, противоречит более общепринятому повествованию о том, что строительные блоки жизни опираются на редкие и катастрофические события, а также на многочисленные ингредиенты, чтобы появиться. Показав, что это может быть гораздо более простой процесс, исследование может приблизить нас на один шаг к раскрытию этой извечной тайны.
Это также может иметь значение в поисках жизни за пределами Земли. Если строительные блоки жизни естественным образом реагируют и притягиваются друг к другу, то это увеличивает вероятность того, что подобные химические реакции имели место в других частях Вселенной!
Понравилась статья? Жмите «лайк» и подписывайтесь на канал.
Читайте дальше:
Озеро Скелетов – генетический сюрприз усугубляет загадку мертвых
Генетики обнаружили у людей ДНК 700000-летних предков
Все публикации канала можно посмотреть здесь.
