Интересные темы:

Гаджеты

Немного интересного:

С чего начиналась жизнь на земле

08.06.2015 Наука и жизнь

Предшественники всех нужных биомолекул имели возможность оказаться в следствии похожих химических реакций и из однообразного химического сырья.

Жизнь на Земле начиналась с молекул, каковые имели возможность создавать копии самих себя и, по-видимому, были похожи на современные РНК и ДНК. Неприятность, но, в том, что современные нуклеиновые кислоты нуждаются в помощи белков, дабы сделать собственную копию. Но сами белки нереально создать без нуклеиновых кислот – информация об аминокислотной последовательности закодирована в нуклеотидах ДНК.

Получается, если бы нуклеиновые кислоты первенствовалина Земле, они бы не смогли оставлять «потомство», а вдруг первыми были белки – то где хранилась информация о протеиновых молекулах?

Молекулы рибосомной РНК из клеток человека. (Фото Dr. Gopal Murti / Visuals Unlimited / Corbis.) Выпячивания клеточной мембраны несложного (Protozoa). (Фото Visuals Unlimited / Corbis.) Нити белка фибронектина в межклеточном веществе (матриксе). (Фото Dr. Edna Cukierman / Visuals Unlimited / Corbis.)‹ ›

С чего начиналась жизнь на земле

Эту проблему удалось дать добро, в то время, когда обнаружилось, что существуют РНК с каталитическими особенностями, каковые смогут осуществлять химические реакции без помощи белков – они стали называться рибозимов. Более того, оказалось, что кое-какие из таких РНК способны создавать себе аналогичных. Так появилась догадка «мира РНК», в соответствии с которой жизнь на Земле началась в первичном химическом супе, заполненном старейшими РНК, копировавшими самих себя.

Но имели возможность ли такие реакции идти легко в бескрайнем доисторическом растворе? Должны были быть какие-то микрореакторы, каковые не давали бы разбегаться реагентам на большом растоянии друг от друга. Такую реакционную микроячейку имела возможность бы организовать липидная мембрана, но для синтеза липидов снова же нужны белки, а белков у нас в мире РНК до тех пор пока что нет. (Но, тут стоит подметить, что сейчас появляются догадки, каковые предлагают на роль химических реакторов микропоры в минеральных породах на дне старого океана.)

Наконец, чуть ли не самое тяжёлое возражение против РНК-мира содержится в сложности строительных «кирпичей» для таких молекул. Рибонуклеотиды, каковые являются мономерами для РНК, на данный момент синтезируются посредством белков, и структура их очень непроста.

Исходя из этого существует ещё одна догадка, которая делает жизнь на Земле обязанной неким железным катализаторам, благодаря которым сперва был создан некоторый каркас метаболических реакций, каковые помогли создать нужные «полуфабрикаты» для синтеза высших биомолекул. Тут возможно отыскать в памяти двухлетней давности работу исследователей из Университета Санта-Фе, посвящённую происхождению современных химических реакций из химических процессов.

Но, как выяснилось, древние РНК имели возможность обойтись и без помощи каких-то вторых катализаторов. В 2009 году Джон Сазерленд (John Sutherland) из Кембриджа совместно со собственными сотрудниками разместил статью, в которой говорилось, что два из четырёх рибонуклеотидов возможно создать из весьма формальдегида и – простого сырья ацетилена.

Принципиально важно, что тут никаких катализаторов не требовалось, достаточно было воспроизвести условия, каковые предположительно были в те времена в первичном супе на поверхности Почвы. Но формальдегид с ацетиленом были однако не хватает несложны, дабы убедить скептиков в возможности для того чтобы сценария зарождения судьбы.

 

И вот в Nature Chemistry появляется новая статья всё тех же Джона Сазерленда с сотрудниками: на этот раз исследователи утверждают, что в создании предшественников нуклеиновых кислот возможно по большому счету обойтись одними только цианистым водородом (HCN), сероводородом (H2S) и ультрафиолетовым излучением. Более того, из них же возможно сделать предшественников для липидных молекул и аминокислот.

Очевидно, все они получаются из цианистого водорода и сероводорода не в одну реакцию, но принципиально важно то, что все «молекулы судьбы» возможно взять из одного и того же сырья и посредством похожего комплекта реакций. И липидные мембраны, и белки-катализаторы, и РНК-подобные репликаторы имели возможность случиться от одного «неспециализированного предка».

Цианистый водород в изобилии видится в метеоритах, и на Землю он имел возможность попасть именно с ними: в первые пара сотен миллионов лет земной истории метеоритные дожди шли непрерывно. Кроме этого HCN имел возможность получаться из углерода, водорода и азота прямо на месте, при столкновении гостя из космоса с земной поверхностью. В этом смысле жизнь в самом деле прибыла извне – действительно, в виде несложного химического сырья.

Что же до сероводорода, то его на Земле как полагают, было тогда и без того большое количество.

Но без катализаторов тут однако не обойтись: к примеру, для получения разных наборов молекул-предшественников (для рибонуклеотидов, для аминокислот и для составляющих липидов), необходимы различные металлы-ассистенты, каковые будут направлять цианистого водорода и превращения сероводорода по различным дорогам. Так что новые эти в один момент показывают, что исходное сырьё могло быть только несложным, и кроме этого о том, что некие элементарные катализаторы всё равняется были нужны.  

Различия в энергетике и химии обрисованных реакций достаточно малы, так что формирование тех либо иных предшественников имело возможность происходить практически бок о бок, в соседних химических нишах. Реакционные смеси имели возможность позже смешиваться, к примеру, из-за дождей, так что «пра-пра» и «рибонуклеотиды-аминокислоты» начинали взаимодействовать между собой, запуская следующий этап эволюции. Но, как в конечном итоге всё тогда происходило, мы вряд ли определим без машины времени – но может произойти и без того, что в один прекрасный день в какой-нибудь научной лаборатории жизнь сможет ещё раз зародится с нуля.

Подготовлено по данным ScienceNOW.

Создатель: Кирилл Стасевич

Источник: nkj.ru

Случайные записи:

Земля. Биография планеты.


Похожие статьи, которые вам понравятся:

Tags:  , ,