Вчені наблизились до розуміння процесу зародження життя: як із неживого з'являється живе

Судячи з усього, процес є досить простим, а отже міг би повторитись і за межами Землі. Це дає надію на існування життя на інших планетах.

Цікаво У глибинах Тихого океану знайшли десятки невідомих раніше істот

Що показали експерименти

Команда дослідників знайшла новий комплекс хімічних реакцій, завдяки яким лише з чотирьох інгредієнтів так званого первинного бульйону могли виникнути основні будівельні елементи життя — амінокислоти та попередник нуклеотидів, що становлять ДНК та РНК.

Первинний бульйон  – це термін, що позначає суміш речовин, що існували на Землі у древніх водоймах, з яких виникло життя. 4 мільярди років тому він складався з амінокислот, поліпептидів, азотистих основ, нуклеотидів. Утворився він під впливом електричних розрядів, високої температури та космічного випромінювання. Фактично мова йде про те, що всередині цього коктейлю завдяки додатковій енергії блискавок або підводних гідротермальних джерел почали взаємодіяти одна з одною молекули. Поступово вони сформували основні органічні сполуки, а потім й амінокислоти, які об'єдналися в пептиди та білки. Зрештою виникли живі клітини.

Це дуже спрощене формулювання, яке дає загальне розуміння процесів. Однак достеменно невідомо, які саме реакції та між якими компонентами відбувалися. Вчені довгий час намагаються пропонувати свої "рецепти" первинного бульйону, піддаючи їх різним умовам. Однак досі не досягли значного успіху.

Найкращий рецепт

• У новому дослідженні фахівці зі Scripps Research приготували свій варіант бульйону та виявили новий комплекс хімічних реакцій, у яких беруть участь прості інгредієнти, поширені на Землі у ранній період її розвитку.
• Змішавши ціанід, аміак, вуглекислий газ та альфа-кетокислоти, вчені спостерігали, як у цьому бульйоні почали виникати амінокислоти.
• У звіті зазначається, що кожен із цих компонентів грає роль, і без одного руйнується весь процес. Альфа-кетокислоти – попередники того, з чого сучасні клітини виробляють амінокислоти. Аміак – джерело азоту, необхідного процесу конверсії. Ціанід забезпечує реакцію, а вуглекислий газ прискорює процес.

Ми очікували зіткнутися зі значними труднощами, але все виявилося навіть простіше, ніж ми уявляли. Якщо змішати лише кетокислоти, ціанід та аміак, нічого не відбувається. Щойно додаєш двоокис вуглецю, навіть мізерну кількість, реакція набирає швидкість,
– каже Раманараянан Крішнамурті, провідний дослідник.

4 мільярди років, але майже нічого не змінилось

Дослідники кажуть, що цей процес фактично повторює сучасний спосіб формування амінокислот у живих клітинах, за винятком того, що замість ферментів, яких не було в первинному бульйоні, виступає ціанід. Ця простота і схожість із сучасними біологічними процесами свідчать, що цей варіант бульйону ймовірніший, ніж інші гіпотези.

Крім того, побічним продуктом цих реакцій є оротат, попередник нуклеотидів, що складають ДНК і РНК. Таким чином могла виникнути ціла низка інгредієнтів життя.

Тепер дослідники перевірять, чи можуть амінокислоти почати утворювати маленькі білки та чи може один із цих білків почати діяти як фермент, щоб виробляти більше цих амінокислот.