Найдены новые доказательства возникновения жизни из простых молекул
Фото: Pixabay
Ученые из Научно-исследовательского института Скриппса выявили химические реакции, которые могли привести к появлению жизни на Земле. Они происходят с участием цианида, аммиака и углекислого газа, а продуктами являются аминокислоты и нуклеиновые кислоты — строительные блоки для белков и ДНК. Результаты исследования, которые являются новым доказательством спонтанного возникновения живых организмов из более простых молекул, опубликованы в журнале Nature Chemistry.
Ранее химики под руководством Раманараянан Кришнамурти (Ramanarayanan Krishnamurthy) показали, что цианид может запускать химические реакции, которые протекают при комнатной температуре и в широком диапазоне pH, в результате чего образуются соединения, участвующие в цикле Кребса — центральном цикле метаболизма живых организмов. Новая работа продемонстрировала, что в тех же самых условиях в присутствии цианида α-кетокислоты, которые являются продуктом цикла Кребса, способны превращаться в аминокислоты.
α-кетокислоты, вероятно, существовали на ранней Земле, однако многие ученые предполагали, что источником первых аминокислот служили не кетокислоты, а альдегиды, которые вступали в реакцию Штрекера. Дело в том, что для превращения α-кетокислот в аминокислоты требуются ферменты, которые отсутствовали в эпоху предбиологической эволюции. Однако это предполагает, что на каком-то этапе должен был осуществиться переход от альдегидов к кетокислотам. Среди ученых возникли споры, когда именно произошла смена предшественников аминокислот, но Кришнамурти предположил, что реакция превращения кетокислот в аминокислоты изначально не требовала ферментов и протекала в присутствии цианида.
Исследователи продемонстрировали, что α-кетокислоты способны реагировать с соединениями, являющимися источниками цианида и аммиака, с образованием соответствующих α-аминокислот. Кроме того, как побочный продукт образуются предшественники нуклеотидов. Так, кетокислота оксалоацетат превращается в аминокислоту аспартат с одновременным синтезом оротата в качестве предшественника пиримидиновых нуклеооснований.
Научная работа демонстрирует, что в «первичном бульоне» могли естественным образом протекать предшественники биологических путей, которые затем стали основой для существования живых клеток.