Из биохимии известно, что организм человека использует только левозакрученные аминокислоты (L-аминокислоты). Т.е. только эти формы белковых «кирпичиков» синтезируются в организмах или усваиваются из вне.
Известно, что если синтезировать аминокислоты путем неорганического синтеза (из неорганических химических компонентов), то получим равное число как лево, так и правозакрученных аминокислот.
И это правило относится не только к человеку. Почему такая избирательность у живых организмов? К тому же, из более 200 известных аминокислот, живые организмы используют всего лишь 20.
Как на этот вопрос отвечает теория эволюции? Ведь должны были остаться экземпляры живых организмов с правозакрученной структурой белков. Эволюция – это процесс проб и ошибок. Должны остаться устойчивые промежуточные звенья. Должны встречаться организмы, с большим числом используемых аминокислот – тоже как промежуточные звенья в цепи эволюционных процессов.
Ученые ответ дают, но он поверхностный. И его суть похожа на термин «так исторически сложилось». Если вкратце: во время зарождения жизни в первичном бульоне на Земле синтезировались как лево, так и правозакрученные аминокислоты. Но по теории вероятности, жизнь возникла только из левозакрученных структур. Случай выбрал левое кручение молекул.
Использование аминокислот только одной структуры в науке называется гомохиральностью. L и D-формы, отличающиеся зеркальной изометрической структурой.
Почему ученые уверены, что жизнь возникла только в одном месте? И только один раз? Почему организмы не используют для построения правозакрученные аминокислоты? Ведь химически это то же самое, просто спираль аминокислот закручена в другую сторону. Химические реагируют они так же. Как организм распознает левое кручение от правого? Одни вопросы.
Кстати, двойная спираль ДНК, собранная из левозакрученных аминокислот – закручена вправо. Левозакрученные ДНК встречаются (Z-форма), но сильно отличается по стереометрии, существует короткими отрезками и наука не знает для чего они.
Сторонники гипотезы панспермии (привнесения жизни из космоса) тоже «плавают» в своих объяснениях. Ответ их заключается в занесении жизни на Землю, состоящую только из левозакрученных аминокислот. Но где-то же она возникла в такой форме.
Бывает и так, что правозакрученные молекулы – это враги для организмов. Например, токсин бледной поганки, альфа-аманитин - состоит из правозакрученных кислот.
Некоторый ответ был получен от биохимиков. Но и то, лишь путем компьютерного моделирования процессов. Выяснилось следующее:
Оказалось, что энергетический барьер для реакции РНК с белком L-аланином был на девять килокалорий на моль ниже, чем для реакции с D-аланином. Более того, в короткоживущей молекулярной форме, при которой энергия реакции максимальна, L-аминокислота обладала гораздо большей электростатической стабильностью, чем ее аналог D-типа.
Источник: https://www.mdpi.com/2075-1729/13/3/722
Вот так, одинаковые химические молекулы, но обладают разной физикой. С чем это может быть связано – ответа пока нет.
Такая избирательность организмов в форме используемых молекул существует и относительно сахаров (полисахаридов). Но здесь обратное – организмы используют правозакрученные молекулы сахаров (D-изомеры).
Живые организмы в основном используют глюкозу, расщепляя сахара (полисахариды) до этого моносахарида.
Используют в своей жизнедеятельности только D-глюкозу как источник энергии в митохондриях клетки. Почему именно этот изомер – четкого ответа тоже нет.
Возможно, такая избирательность живых организмов связана с полевой структурой вещества. Т.е. важна не только химическая структура молекулы, но и пространственная. Например, иные поля не могут совмещаться с полем организма. Какие это поля? Магнитные, электростатические или гипотетические торсионные?
Химия и биология стоят отдельно от физики, поэтому полевая структура вещества – нигде не учитывается. А процессы внутри клеток и на уровне молекул неразделимы на химию и физику.