Почти все аминокислоты, строительные блоки белков, существуют в зеркальных формах, как перчатки для правой и левой руки. Но в живых организмах используются только левосторонние формы, хотя оба вида должны были быть одинаково распространены на заре существования планеты и легко соединяются в лаборатории. Должно быть, что-то склонило чашу весов в пользу «левых» в первобытном бульоне и с тех пор эта предвзятость сохранилась. Явление называется «хиральность» — это похоже на человеческие руки, каждая из которых не симметрична и, если смотреть с тыльной стороны, большой палец на одной повернут влево, а на другой вправо.
В новой работе, вышедшей в Nature, американские исследователи предлагают новое объяснение. Отслеживая скорость образования дипептидов, пар аминокислот, они обнаружили множество механизмов, которые способствуют одинаковой направленности. Если те же самые механизмы приводят к левонаправленности более крупные пептиды и белки, то это может объяснить, почему РНК и ДНК являются «правосторонними». Это помогло бы понять, как сама жизнь приняла именно такую форму, а не другую, пишет служба новостей Science.
Было множество версий, почему это так. Например, метеориты, которые могли засеять раннюю Землю, содержат аминокислоты с обилием левосторонней хиральности, возможно, потому, что их содержимое подвергалось воздействию поляризованного света. Или магнитные поля на ранней Земле могли исказить ранние биомолекулы.
Ряд молекул на основе серы, которые присутствовали на ранней Земле, легко связывают отдельные аминокислоты с более простыми молекулами, аминонитрилами, образуя дипептиды. Поскольку эти реакции происходят в воде и работают со всеми аминокислотами, обнаруженными в живых организмах, — это вероятный путь к тому, как могли образоваться первые белки.
Авторы нового исследования протестировали два соединения серы и обнаружили, что большинство дипептидов становятся в итоге «повернутыми влево», если есть хоть небольшой перевес в сторону «левосторонних» аминокислот. То есть оба компонента этой пары «смотрят влево».
Последующие эксперименты показали, что дипептиды, где один компонент «правый», а другой «левый», падают на дно, а полностью «левые» остаются плавать. Так именно они скорее вступят в реакцию и образуют новые соединения. По словам авторов, пока неясно, почему возникает такое смещение осадков. Оно может быть случайным, но эта случайность повлекла за собой цепную реакцию и сформировала другие «кирпичики жизни».
Ученые предлагают новый химический механизм самой ранней эволюции и происхождения жизни
Ключи к жизни: как в открытом космосе рождаются сложные органические молекулы
Самые древние следы фотосинтеза рассказывают о происхождении жизни на Земле