Химики нашли рецепт, давший толчок появлению жизни на Земле
Группа исследователей впервые продемонстрировала, что простые исходные материалы, имевшиеся на ранней Земле, могли произвести все четыре химических строительных блока РНК, что дало толчок появлению жизни на Земле.
В молекулярном танце, который родил жизнь на Земле, РНК является центральным игроком. Но возникновение такой молекулы, как белки, хранящей генетическую информацию в качестве ДНК и ускоряющей химические реакции, остается загадкой.
Эти строительные блоки — цитозин, урацил, аденин и гуанин — ранее создавали в лабораториях, но для этого применяли другие исходные материалы. В 2009 году ученые под руководством Джона Сазерленда (Кембриджский университет в Соединенном Королевстве) разработали набор из пяти соединений, вероятно, присутствовавших на ранней Земле, что могло привести к образованию цитозина и урацила, которые все вместе называются пиримидинами. Затем, в 2019 году, группа химиков под руководством Томаса Карелла (Университет Людвига Максимилиана, Мюнхен, Германия) сообщила, что его команды нашла одинаково легкий способ сформировать аденин и гуанин, строительные блоки, известные как пурины.
Но два набора химических реакций были различными. Но для химической реакции создания обеих пар строительных блоков РНК одновременно должны были возникать единые условия.
Теперь Карелл заявил, что ответ, вероятно, найден. Во вторник на семинаре Origins of Life он предложил довольно простой набор реакций, в результате которых могли появиться все четыре основания РНК.
История Карелла начинается с шести молекулярных строительных блоков: кислорода, азота, метана, аммиака, воды и цианистого водорода, которые имелись на ранней Земле. Другие исследовательские группы показали, что эти молекулы могут реагировать, образуя несколько более сложные соединения, чем те, которые использовал Карелл.
Для получения пиримидинов Карелл начал цианоацетилена и гидроксиламина, которые реагируют между собой, образуя соединения с названием амино-изоксазолы. Они в дальнейшем вступают в реакцию с другой мочевиной, образуя соединения, которые затем вступают в реакцию с сахаром, называемым рибозой, получая соединения последнего промежуточного набора.
Далее, в присутствии тиолов (серосодержащих соединений) и следовых количеств соли железа или никеля, этот промежуточный набор соединений превращается в пиримидины цитозин и урацил. В качестве бонуса эта последняя реакция происходит, когда металлы в солях находятся в виде ионов, имеют дополнительные положительные заряды, в результате чего на последней стадии аналогичный молекулярный каскад приводит к созданию пуринов, аденина и гуанина.
Такой химический процесс не раскрыл все секреты РНК. Например, требуется еще один шаг для «активации» каждого из четырех строительных блоков РНК, чтобы связать их длинными цепями, образующими генетический материал. Но первичное создание РНК в условиях ранней Земли уже не является загадкой для ученых.
Источник: VistaNews
