Розкрито реальна картина виникнення життя

Опубликованно 23.01.2020 04:09

Міжнародна група дослідників з Німеччини, Великобританії та Японії запропонувала нову теорію, що пояснює, як РНК могла виникнути на ранній Землі. Згідно з гіпотезою РНК-світу, ця молекула стала попередником життя, оскільки могла самостійно зберігати генетичну інформацію, а також каталізувати власне розмноження. Стаття з результатами дослідження опублікована в провідному науковому журналі Science.

Вчені представили спосіб синтезу як пуринових, так і піримідинових нуклеозидів. Нуклеозиди — це попередники нуклеотидів, з яких складається як РНК, так і ДНК. Вони утворені азотистих підставою (аденином, гуаніном, цитозином і т. д.) і рибозой (у разі РНК). Пуринові нуклеозиди складаються з двох ароматичних кілець (піримідинового і имидазольного), а пиримидиновые — з одного ароматичного кільця.

Основною проблемою гіпотези РНК-світу є те, що невідомо, як відбувається пребіотичний синтез глікозидів, оскільки азотисті підстави неохоче вступають у спонтанне взаємодія з рибозой. В останнє десятиріччя вчені запропонували два альтернативних способи синтезу піримідинових нуклеозидів. Згідно з ним, або азотисту основу і рибоза утворюються одночасно і відразу ж виявляються з'єднані один з одним, або раніше існували якісь інші пиримидины, утворюють предковую форму РНК. Однак не було запропоновано механізмів виникнення пуринових нуклеозидів.

У 2016 році Сідней Бекер (Sidney Becker) і його колеги продемонстрували правдоподібний синтез пуринових нуклеозидів з формамидопиримидинов (FaPy) — форми пурину, яка легко взаємодіє з рибозой у воді. Коли pH розчину збільшується, з'єднання FaPy-рибоза замикається, утворюючи пуриновое кільце і, як наслідок, нуклеозид.

У новій роботі Бекер запропонував схожий спосіб і для піримідинових нуклеозидів, сумісний з синтезом пуринів. Згідно з його гіпотезою, спочатку існувало гетероциклічна сполука-попередник, який легко реагував з рибозой. Виникав нуклеозид, який не зустрічається в сучасній РНК. Присутність залізного каталізатора і сірководню в розчині викликало перегрупування атомів, і виникав цитозин. Цитозин, в свою чергу, міг легко перетворюватися в урацил.

Самі попередники нуклеоизидов виникають завдяки волого-сухому циклу, коли хімічні реакції ініціюються через випаровування розчину при підвищеній температурі. Утворюються висококонцентровані розчини, де взаємодія реагентів стає термодинамічно вигідним. Такі цикли могли виникати при зміні дня і ночі або в гідротермальних джерелах.Що відбувається в Росії і в світі? Пояснюємо на нашому YouTube-каналі. Підпишись!

Категория: Разное