Наука предлагает достаточно четкую теорию о том, как жизнь появилась на нашей планете, однако в этой теории ещё остаются множество неясностей. Одной из таких загадок, похоже, удалось частично разгадать авторам нового исследования, согласно информации Earth.com. Белки являются основными компонентами биологической жизни, но долгое время оставалось вопросом, как именно они начали образовываться на ранних этапах эволюции, до появления клеток с их сложными молекулярными структурами.
В новом исследовании, которое возглавлял профессор Мэтью Паунер из Университетского колледжа Лондона, описывается простая химическая реакция в водной среде, способная соединять основные составляющие и осуществлять первые шаги к образованию белков. Результаты работы были опубликованы в научном журнале Nature.
Команда исследователей продемонстрировала, что РНК — молекула, отвечающая за хранение и передачу генетической информации и обладающая способностью катализировать химические реакции — может соединяться с аминокислотами, которые служат строительными блоками белков.
Чтобы увеличить эффективность реакции, ученые изменили аминокислоты, придавая им более реакционную форму с добавленной энергией, а затем присоединили их к конкретным участкам РНК. Важно, что этот процесс происходил в водной среде, без использования ферментов и в мягких условиях.
Ключевую роль в этом процессе играли тиоэстеры — молекулы, образующиеся из тиолов, которые по сей день являются важными компонентами клеточного метаболизма. Тиоэстеры устойчивы в водной среде и легко вовлекаются в химические реакции.
Ранее было известно, что до появления полноценной жизни мог образовываться пантетеин — активная часть коэнзима А, отвечающая за формирование тиоэстеров в современных клетках. Новая работа связывает "серную химию" с возможностью РНК присоединять аминокислоты, создавая тем самым связь между первичным метаболизмом и носителями генетической информации.
В ходе экспериментов исследователи обнаружили двухступенчатый процесс, в котором аминокислоты, соединенные с РНК, могли образовывать первые белковидные структуры. Этот эксперимент проводился в условиях, аналогичных тем, что существовали в водоемах на ранней Земле.
В современных клетках белки синтезируются рибосомой — сложной машиной, состоящей из РНК и белков. Однако новая химия показывает, что РНК могла взаимодействовать с аминокислотами ещё до появления белковых катализаторов.
Метафорически говоря, в этом эксперименте ученые обошли парадокс "курицы и яйца", продемонстрировав, как первое "яйцо" могло возникнуть само по себе, без участия "курицы", которая несет яйца в современных условиях.
Как сообщал УНИАН, новое исследование предложило решение двух ключевых проблем человечества: нехватки топлива и пресной воды. Потенциально можно разработать технологию, которая бы производила топливо как основной продукт и пресную воду в качестве побочного продукта.
Также было отмечено, что ученые проверили старые климатические прогнозы, сделанные 30 лет назад. Выяснилось, что эти прогнозы сбываются с удивительной точностью, хотя в свое время их считали почти мистификацией.
