• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
29 июля
Сергей Васильев
18
8 203

Химики нашли ключевые реакции, которые помогли возникновению жизни

5.8

Цианид мог катализировать абиогенный синтез аминокислот и нуклеотидов на ранней Земле, обеспечив запас «строительных блоков» для будущих биологических молекул.

©Henning Dalhoff

Жизнь на Земле зародилась около четырех миллиардов лет назад, когда планета была покрыта обширным океаном. Первым этапом этого долгого процесса была химическая эволюция — возникновение сложных органических молекул из более примитивных предшественников. Считается, что этот ключевой переход привел к формированию «первичного бульона» — насыщенного раствора веществ, в котором появлялись и эволюционировали РНК и протоклетки — уже вполне полноценные зародыши жизни.

Однако как именно это произошло, остается во многом неясным. Сегодня живые организмы способны синтезировать и аминокислоты (компоненты белков), и нуклеотиды (звенья цепочек ДНК и РНК) из простых неорганических исходных веществ. Но для этого у них есть ферменты, катализирующие нужные реакции. В океане ранней Земли ферментов, разумеется, не было, а значит, встает вопрос о том, как именно появился в нем весь набор аминокислот и нуклеотидов.

Несколько месяцев назад Раманараян Кришнамурти (Ramanarayanan Krishnamurthy) и его коллеги показали, что катализатором многих превращений органических веществ могут служить обычные цианиды. Цианид — несложное соединение углерода и азота, которое часто встречается в космосе и было представлено на ранней Земле. Поэтому ученые продолжили изучение его возможной роли в появлении «строительных блоков» жизни. Результаты их работы представлены в статье, опубликованной в журнале Nature Chemistry.

На этот раз химики обратились к синтезу аминокислот. Сегодня живые клетки могут получать их из более простых кетокислот, используя для этого специальные ферменты. Существуют свидетельства о том, что кетокислоты могли присутствовать на ранней Земле. Поэтому ученые решили проверить, способен ли цианид помогать их превращению в аминокислоты без участия белков, в неживой природе.

И действительно, во время экспериментов было показано, что цианид в присутствии источника азота (аммиака) и небольших количеств углекислого газа приводит к образованию из кетокислот широкого спектра аминокислот. Такие реакции напоминают происходящее в живых клетках, за исключением того, что проходят в неживой среде, без участия ферментов. Они протекают при комнатной температуре и в широком диапазоне рН. Более того, в числе побочных продуктов — оротовая кислота, вещество, которое выступает одним из предшественников для синтеза нуклеотидов.

Таким образом, химики показали, что среди простых соединений, имевшихся на ранней Земле, могли без какого-либо участия живых организмов протекать реакции, приводящие к возникновению аминокислот и нуклеотидов, важнейших «кирпичиков» для более сложных биомолекул. Теперь ученые собираются выяснить, как именно они полимеризовались, образовав белки и нуклеиновые кислоты, с которых и началась настоящая жизнь.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
Вчера, 14:02
Иван Лавренов

Некоторые пульсары покидают остатки сверхновых со скоростями более тысячи километров в секунду. Согласно новому исследованию, такую скорость им может придавать весьма необычное явление - мощное направленное нейтринное циклотронное излучение.

12 августа
Ольга Иванова

Исследование американских нейробиологов на грызунах показало, что повышенный уровень тестостерона способствует не только агрессивному, но и просоциальному поведению.

Позавчера, 14:54
Сергей Васильев

Крошечные маячки помогли ученым следовать за мигрирующими насекомыми в небольшом самолете, показав, что те уверенно ориентируются в пространстве, перелетая на тысячи километров.

Вчера, 14:02
Иван Лавренов

Некоторые пульсары покидают остатки сверхновых со скоростями более тысячи километров в секунду. Согласно новому исследованию, такую скорость им может придавать весьма необычное явление - мощное направленное нейтринное циклотронное излучение.

12 августа
Василий Парфенов

В конце июля многие СМИ опубликовали новости с заголовками вида «Земля стала вращаться быстрее — и ученые не знают почему». К концу первой недели августа тема добралась и до русскоязычного сегмента Сети. На поверку этот инфоповод пусть и без негативных последствий, но демонстрирует основные пороки современной (не только научно-популярной) журналистики. Рассказываем, как в действительности изменяется скорость вращения нашей планеты, насколько хорошо известны причины таких осцилляций, а также почему ученые никогда ничего не знают наверняка (и это нормально).

12 августа
Ольга Иванова

Исследование американских нейробиологов на грызунах показало, что повышенный уровень тестостерона способствует не только агрессивному, но и просоциальному поведению.

2 августа
Александр Березин

Если западным странам удастся «лишить Кремль нефтяных доходов», то мир ждет геополитическое землетрясение. Только не обязательно в ту сторону, о которой вы сейчас подумали. На фоне того, что последует за «лишением», шок 1973 года может показаться детской игрой. Naked Science попробует оценить размах «потолочного катаклизма» заранее.

31 июля
Александр Березин

Саудовский принц одобрил строительство гигантского «лежачего небоскреба», который должен стать крупнейшим зданием в истории. Причем еще и самым экологичным в мире. Пресса и соцсети полны возмущенных оценок: «это антиутопия!», «проект сырой!» и тому подобным. Однако чисто технически это не так: «Зеркальную линию» на пять миллионов жителей вполне можно построить. И такое здание в самом деле будет энергоэффективным (и формально безуглеродным). Но у проекта есть другие слабые места, лежащие скорее в сфере науки, нежели техники. Naked Science попробовал разобраться в деталях.

27 июля
Алиса Гаджиева

Новое исследование показало, что появившаяся у человека способность переваривать молочный сахар никак не сказалась на распространенности потребления продуктов молочного животноводства.

[miniorange_social_login]

Комментарии

18 Комментариев

2 недели назад
-
1
+
И мне кажется, что это доказывает, важный факт: что жизнь не могла возникнуть сама по себе (самозародиться)
2 недели назад
-
1
+
То что аминокислоты и нуклеотиды могут образовываться чисто химическим (абиогенным) путем давно известно. И полимеризация их также возможна что подтверждено экспериментами Непонятным остается конкретный механизм формирования ПЕРВОЙ ЖИВОЙ КЛЕТКИ а именно - каким именно образом белки и Нуклеиновые кислоты встретились и начали чётко взаимодействовать между собой т. е. каким именно образом возникла ЕДИНАЯ БЕЛКОВО - НУКЛЕИНОВАЯ СИСТЕМА В ЖИВЫХ КЛЕТКАХ которая и обеспечивает всю жизнедеятельность организмов. Насчёт того как именно первые живые организмы "избавились" от ненужных "правых" изомеров аминокислот в белках и "левых" сахаров в ДНК и РНК имеется интересная гипотеза Гидлея ( США) который показал что при снижении радиоактивного излучения может происходить разрушение оптических изомеров веществ. Хорошо известно что на первобытный Земле естественная радио активность была выше чем в настоящее время. Затем она начала снижаться из за полного распада радиоактивных изотопов. Вероятно первые живые организмы удачно "подловили" момент когда произошло разрушение изомеров при снижении радиации - но это только гипотеза.
    2 недели назад
    -
    0
    +
    Естественная радиоактивность не может являться единственным и исключительным фактором для зарождения жизни и эволюции живых организмов. Радиация влияет только на генные мутации. В большинстве случаев это отрицательный момент для зарождения и эволюции живых, с позволения сказать, образований. В исключительных случаях может проявиться в положительных факторах для зарождения (субъективное мнение) и развития жизни (научный факт). Проблема учёных в вопросе: "А как зародилась жизнь?" состоит в том, что нет исходных данных и есть колоссальное количество "пробелов" в химии, биологии, геофизики и других науках. Кстати, как вы относитесь к теории панспермии? (который не отвечает на вопрос о зарождении жизни в принципе).
2 недели назад
-
0
+
Если нашли, то где результаты эксперимента по воспроизведению самозарождения жизни? Предъявите нам, пожалуйста
2 недели назад
-
2
+
Отличная новость, я так примерно и предполагал, что жизнь на земле зародилась не миллионы, а миллиарды лет назад. Тогда встаёт законный вопрос, какая мы по счету цивилизация на планете, если смогли пройти свой эволюционный путь до полетов в космос менее чем за миллион лет?
    2 недели назад
    -
    0
    +
    Что в твоём понимании означает "цивилизация"? Тысячелетиями создавались одни и сменялись другими. Но если ты о куда более древних временах, то я тебя разочарую: никаких тому признаков не было и не будет. Предки современных людей существовали миллионы лет, и только сравнительно недавно (в пределах нескольких десятков тысячелетий) стали в достаточной степени разумными.
    +
      ещё комментарии
2 недели назад
-
2
+
Да, получаются большие молекулы, но где признаки жизни?
    2 недели назад
    -
    2
    +
    Вообще-то, учёные до сих пор спорят, где граница между живой и неживой материей. Нет чёткого и единого определения понятию "жизнь". Взять, например, вирус. Есть два типичных, но противоречивых мнения: - "Вирусы – неклеточная форма жизни"........................................... - "Сказать, что вирус — это живой организм, мы никак не можем, потому что вирус не может жить вне другого живого организма, такого как живая клетка"..........................................................Кроме того, философ даст одно определение понятию "жизнь", а биолог совсем другое. Короче говоря, это довольно скользкая тема )
    +
      ещё комментарии
      2 недели назад
      -
      0
      +
      Это вы скользкий типы. Вирусы не способны воспроизводить вне клетки, себе подобных, а значит не могут быть предшественниками живых клеток, но вы всегда ссылаетесь на вирусы когда хотите показать эволюцию клетки.
        2 недели назад
        -
        0
        +
        Что за бред вы несёте? Я своё личное мнение относительно трактовки термина "жизнь" не высказывал. Я привёл два примера распространённых мнений по этому вопросу. И внимательно перечитайте мой комментарий. Или у вас проблемы с переводом с русского языка.
      2 недели назад
      -
      0
      +
      В то время никаких больших организмов из клеток не существовало. Только "бульон" с большими молекулами. Как я представляю, наиболее "удачные" молекулы могли присоединять (чисто химически) из бульона некие сочетания (наиболее "вкусные") к себе и таким образом расти. А достигнув определенного размера - делиться, разламываясь пополам. Дальше - поедание других и т.д.
2 недели назад
-
0
+
Абиогенным синтезом аминокислот, углеводов и нуклеотидов уже никого не удивить, даже их последующей полимеризацией. Главный вопрос, на который никто не может дать ответ - почему в живых организмах лишь L-аминокислоты и D-сахара.

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: