Происхождение жизни на Земле

Английские ученые провели эксперимент, который может оказаться переломным в попытках выяснить, как возникла жизнь на Земле. Они показали, как РНК (рибонуклеиновая кислота) и аминокислоты, два фундаментальных компонента биологии, могли спонтанно объединиться 4 млрд лет назад, на заре существования нашей планеты.

Аминокислоты являются основными строительными блоками белков, которые, в свою очередь, необходимы практически для всех жизненных процессов. Однако белки не могут реплицироваться или синтезироваться самостоятельно. Им требуются инструкции, предоставляемые РНК, которая содержится во всех живых организмах.

Химики из Университетского колледжа Лондона провели эксперимент, в котором им удалось успешно присоединить РНК к аминокислотам в воде с нейтральным pH, что может имитировать условия, существовавшие во времена зарождения жизни на Земле. Ранее достичь этого не удавалось. Предыдущие попытки воспроизвести эту реакцию, проводившиеся с начала 1970-х, неизменно терпели неудачу. Нестабильные условия в воде приводили к тому, что аминокислоты реагировали друг с другом, но не связывались с РНК.

Тем временем английские ученые в своем эксперименте присоединили аминокислоты к тиоэфиру – высокоэнергетическому серосодержащему химическому соединению, присутствие которого на раннем этапе развития Земли подтверждено. В результате была замечена спонтанная и селективная реакция молекул с РНК.

Новейшее исследование, по словам его авторов, помогло объединить две различные теории происхождения жизни на Земле, известные как «мир РНК» и «мир тиоэфиров». Их названия происходят от химических соединений, которые, как первоначально считалось, инициировали процессы зарождения жизни.

Авторы исследования полагают, что реакции, продемонстрированные в их эксперименте, с большой вероятностью могли происходить в водоемах или озерах на ранней Земле. В то же время в океанах они вряд ли могли иметь место из-за низкой концентрации химических веществ.

Базовые реакции, наблюдаемые в ходе эксперимента химиками из Университетского колледжа Лондона, могут, по мнению ученых, стать основой для дальнейших исследований и, возможно, даже для создания самовоспроизводящихся структур.

В пресс-релизе Университетского колледжа приводятся слова участницы команды исследователей Джоти Сингх: «Представьте себе день, когда химики смогут взять простые, небольшие молекулы, состоящие из атомов углерода, азота, водорода, кислорода и серы, и создать из этих „кубиков LEGO“ самовоспроизводящиеся молекулы. Это станет монументальным шагом к решению вопроса о происхождении жизни. Наше исследование приближает нас к этой цели, поскольку показывает, как два исходных химических строительных блока (активированные аминокислоты и РНК) могли образовать пептиды – короткие цепочки аминокислот, необходимые для жизни».

 

Сергей ХАУДРИНГ