Novoobjavené chemické reakcie by mohli vysvetliť vznik života
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 1. 8. 2022
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Presný spôsob, ako sa z neživých molekúl stal život, je jednou z najväčších záhad vedy. Vedci z Výskumného ústavu Scripps teraz objavili nový súbor chemických reakcií, ktoré dokážu vytvoriť stavebné kamene života z materiálov považovaných za bežné v prvotnej „zmesi“ ranej Zeme.
Predpokladá sa, že prvé formy života vznikli na Zemi pred miliardami rokov zo zmesi bohatej na živiny, ktorá sa často nazýva ako „prvotná polievka“. V podstate molekuly v nej obsiahnuté začali vďaka nejakej pridanej energii, napríklad úderom blesku alebo hydrotermálnym prieduchom, navzájom reagovať, až kým nevytvorili základné organické zlúčeniny, následne aminokyseliny, ktoré sa potom mohli spájať do peptidov a bielkovín a nakoniec do živých buniek.
To je, samozrejme, veľké zjednodušenie a konkrétne chemické reakcie, ktoré počas tohto procesu prebiehali, zostávajú nejasné. Vedci to skúmali tak, že varili vlastné verzie prvotnej polievky na základe toho, o čom sa predpokladalo, že v tom čase bolo dostatok, a vystavovali ju rôznym podmienkam, aby zistili, čo sa stane a ako ľahko môžu vzniknúť prekurzory života.
V rámci novej štúdie si vedci z Výskumného ústavu Scripps pohrali s vlastným receptom na prapôvodnú polievku a objavili nový súbor chemických reakcií s použitím relatívne jednoduchých zložiek, ktoré boli pravdepodobne bežné na ranej Zemi. Stačí kyanid, amoniak, oxid uhličitý a alfa-ketokyseliny a tím začal v polievke produkovať aminokyseliny.
Každá zo štyroch zložiek má svoju úlohu. Alfa-ketokyseliny sú prekurzory, ktoré dnes živé bunky používajú na výrobu aminokyselín. Amoniak je zdrojom dusíka, ktorý si proces premeny vyžaduje. Kyanid uskutočňuje konverziu a oxid uhličitý ju urýchľuje.
„Očakávali sme, že to bude dosť ťažké zistiť, a ukázalo sa, že je to ešte jednoduchšie, ako sme si predstavovali,“ povedal Ramanarayanan Krishnamurthy, hlavný autor štúdie. „Ak zmiešate len kyselinu keto, kyanid a amoniak, tak to tam len tak leží. Ako náhle pridáte oxid uhličitý, dokonca aj stopové množstvo, reakcia naberie na rýchlosti“.
Tím tvrdí, že tento proces je v podstate spôsob, akým sa tvoria aminokyseliny v živých bunkách, až na to, že kyanid je náhradou enzýmov, ktoré by v prvotnej polievke ešte neexistovali. Táto jednoduchosť a podobnosť so súčasnými biologickými procesmi naznačuje, že ide o pravdepodobnejší zdroj raného života ako iné hypotézy, ktoré si vyžadujú radikálnejšie odlišné chemické procesy.
Analýza chemickej polievky odhalila, že pri tomto procese vzniká ako vedľajší produkt aj orotát. Orotát je prekurzorom nukleotidov, z ktorých sa skladá DNA a RNA, čo naznačuje, že týmto spôsobom mohol vzniknúť celý rad zložiek života.
„Ďalej chceme pokračovať v skúmaní, aký druh chémie môže z tejto zmesi vzniknúť,“ povedal Krishnamurthy. „Môžu aminokyseliny začať tvoriť malé bielkoviny? Mohol by sa jeden z týchto proteínov vrátiť a začať fungovať ako enzým na výrobu ďalších týchto aminokyselín?“
Výskum bol uverejnený v magazíne Nature Chemistry.
