Експеримент може допомогти пояснити, як ранні форми життя виникли близько 4 мільярдів років тому.
Учені наблизилися до кращого розуміння появи життя на Землі / фото ua.depositphotos.com
Учені відкрили хімічну реакцію, яка може стати «відсутньою ланкою» у поясненні, як зародилося життя на Землі близько 4 мільярдів років тому, пише The Independent.
Усі живі організми містять рибонуклеїнову кислоту (РНК) — ключову молекулу, що виконує критично важливі функції: від зчитування генетичної інформації до допомоги в побудові білків із простіших амінокислот.
Однак процес приєднання РНК до амінокислот — аміноацилювання РНК — досі не був експериментально зафіксований у середовищі, яке відповідало б умовам ранньої Землі. У дослідженні ж учених з Університетського коледжу Лондона описано експеримент, що дозволив поєднати амінокислоти з РНК у воді з нейтральним pH — середовищі, яке нагадувало умови існування Землі під час формування життя.
Відео дня
Прикріпивши амінокислоти до хімічної групи тіоефірів, що містить сірку (ця сполука також існувала на Землі, коли формувалося життя), вчені спостерігали, як молекули спонтанно та вибірково взаємодіють із РНК. Природна структура РНК навіть спрямовувала амінокислоти до кінця ланцюга — саме туди, де вони мали б бути для подальшого синтезу білка.
Читайте також:
«Революційне відкриття»: в Ізраїлі археологи знайшли храм, де Ісус міг «творити чудеса»
Учені розкрили 1500-річну таємницю першої в історії пандемії за допомогою зубів
В Узбекистані могли знайти найдавніші у світі стріли
«Молекули РНК передають інформацію між собою надзвичайно ефективно й передбачувано, але РНК сама по собі не взаємодіє з амінокислотами, якими вона має керувати під час синтезу білків. Тож питання, як і чому ці дві молекули вперше об’єдналися, залишалося відкритим і нерозв’язаним протягом десятиліть», — пояснив один із провідних авторів дослідження Меттью Пауер.
Дослідники заявили, що їхня робота допомогла поєднати дві різні теорії походження життя на Землі — «світ РНК» і «світ тіоефірів», кожна з яких пояснювала, яка саме сполука першою запустила процеси, що привели до життя.
«Ми з’ясували цікаву річ: якщо об’єднати ці дві концепції, вони стають більшими, ніж сума своїх частин. Обидва підходи — і світ РНК, і світ тіоефірів — можуть бути правильними та взаємодоповнювати одне одного, забезпечуючи різні складові, необхідні для побудови клітини», — пояснив Пауер.
Попередні спроби відтворити цю реакцію були невдалими: іноді амінокислоти реагували між собою замість з РНК, а іноді процес руйнувався через нестабільні умови у водному середовищі. У майбутньому на основі цієї базової реакції вчені планують спробувати створити структури, здатні до самовідтворення.
«Уявіть день, коли хіміки зможуть узяти прості маленькі молекули — атоми вуглецю, азоту, водню, кисню та сірки — і з цих «LEGO-деталей» побудувати молекули, здатні до самореплікації. Це був би величезний крок у розв’язанні питання походження життя», — зазначила провідна авторка дослідження Джйоті Сінгх.
За її словами, це дослідження наближає нас до цієї мети, демонструючи, як два первісні «хімічні LEGO-елементи» (активовані амінокислоти та РНК) могли утворювати пептиди — короткі ланцюги амінокислот, які є необхідними для життя.
Команда науковців вважає, що така реакція цілком могла відбуватися в ранніх водоймах. На думку експертів, цей прорив може колись стати фундаментально новим розділом у вивченні зародження життя.
«Залишається ще багато фрагментів, які потрібно скласти в гігантський пазл походження життя на нашій планеті, але наука вже знайшла дуже важливу частину, що ідеально підходить», — сказав біофізик і філософ Кепа Руїс Міразо з Університету Країни Басків.
Раніше УНІАН писав, що в мантії Землі знайшли величезне сховище, в якому води більше, ніж у всіх океанах. Науковці з’ясували, що на глибині близько 640 км існує гігантський резервуар, вода в якому перебуває не в рідкому стані, а у зв’язаній формі — «захована» в структурі мінералу рингвудиту, що існує лише за високого тиску, формується на глибинах 520–660 км і має особливу кристалічну решітку, здатну фактично зберігати воду у твердому стані.
Це відкриття ставить під сумнів традиційну теорію про те, що вода на Землю потрапила з комет. Натомість воно свідчить, що внутрішній водний резервуар існував ще з моменту формування планети.
