Недавнее исследование, опубликованное в Science Advances, предполагает, что обычный минерал альфа-оксид алюминия, широко распространенный в земной коре, мог сыграть ключевую роль в запуске химических реакций, необходимых для зарождения жизни. Поверхность минерала могла служить естественным каркасом, позволяя простым молекулам формироваться в более сложные структуры, сообщает Рhys.org.
Аминокислоты, базовые молекулы, из которых состоят белки, могли существовать на ранней Земле. Однако ключевой вопрос: как эти простые молекулы смогли объединиться в длинные цепочки, необходимые для жизни?
Симуляции движения молекул показали, что поверхность альфа-оксида алюминия способствуют образованию цепей аминокислот. Она действует как микроскопический шаблон, привлекая молекулы глицина и организуя их в упорядоченные цепи. Этот процесс увеличивает вероятность формирования цепей аминокислот более чем в 100 000 раз по сравнению с тем, когда они плавают в воде свободно.
Важно отметить, что минерал не только выстраивает молекулы глицина, но и концентрирует их, создавая область высокой плотности в месте соприкосновения минерала и воды. Это значительно увеличивает вероятность химических взаимодействий, способствуя полимеризации, то есть процессу формирования более длинных цепей из отдельных звеньев.
В процессе сборки глицин должен избавляться от молекул воды в оболочках. Дополнительный анализ показал, что атомная структура минерала напрямую влияет на то, как расположены и ориентированы молекулы глицина.
Молекулы глицина предпочитают прикрепляться к определенным участкам на поверхности альфа-оксида алюминия, выравниваясь согласно атомной решетке. Такое упорядоченное расположение не только увеличивает количество взаимодействий между аминокислотами, но и повышает их стабильность и долговечность.
Понимание, каким образом простые молекулы могут образовывать все более сложные структуры, помогает ученым воссоздавать процессы, которые могли происходить на юной Земле миллиарды лет назад. При этом ученые могут разрабатывать новые материалы, имитирующие биологические процессы, для использования в медицине, биотехнологиях. Например, для катализа, доставки лекарств или даже искусственной жизни.
Жизнь на Земле началась с крошечных микромолний в каплях воды: исследование
На Марсе найдены сложные органические молекулы — возможный признак древней жизни