Найдено еще одно недостающее звено химии происхождения жизни — Naked Science
07.11.2017
Редакция

Найдено еще одно недостающее звено химии происхождения жизни

Американские химики показали, что диамидофосфат, имевшийся на молодой Земле, мог участвовать в реакциях, которые привели к образованию нуклеотидов и мембран будущих клеток.

evo0
©Wikipedia

Цепочки ДНК и РНК состоят из нуклеозидов, присоединенных к звеньям фосфата. Нужен он и для образования двойного слоя фосфолипидов – основы клеточных мембран, и для реакций образования пептидов из отдельных аминокислот. Однако если появление большинства соединений, которые складывают биологические макромолекулы, уже установлено, с фосфорилированием – реакциями, которые могли привести к присоединению фосфатов, – дело обстоит по-прежнему сложно.

 

Предложен целый ряд сценариев, которые могли реализоваться в условиях ранней Земли, однако пока они не отличаются ясностью и простотой. Так, предполагается, что различные виды фосфатов могли вступать в реакцию с разными молекулами, причем каждый раз – в своих, особых, условиях. Все это слишком труднореализуемо, тем более в рамках единой среды, в которой, видимо, шли реакции, приведшие к появлению жизни.

 

Новую – и куда более простую – версию выдвинула команда химиков из Исследовательского института Скриппса (TSRI), работающих во главе с Раманараянаном Кришнамурти (Ramanarayanan Krishnamurthy). В статье, опубликованной журналом Nature Chemistry, они выдвигают диамидофосфат (DAP) на роль универсального фосфорилирующего агента в добиологической химической эволюции. В лаборатории ученые показали, что в водном растворе DAP способен взаимодействовать со всеми нуклеозидами-предшественниками РНК, в широком диапазоне температур и других условий.

 

В присутствии катализатора имидазола (который, видимо, был довольно широко распространен на ранней Земле) DAP вступает в реакцию и с глицерином, и с жирными кислотами – основой фосфолипидов клеточных мембран, которые в воде тут же образуют полые везикулы. И уже при комнатной температуре DAP реагирует с аминокислотами – аспарагином, глутамином, глицином – участвуя в образовании из них коротких пептидных цепочек.

 

Фосфорилирование трех видов органических соединений – нуклеозидов, аминокислот и жирных кислот – с помощью DAP дает готовые олигонуклеотиды, пептиды и мембранные пузырьки-везикулы / ©Krishnamurthy Lab, TSRI

 

Ранее Кришнамурти и его коллеги уже показывали способность DAP фосфорилировать простые сахара, участвуя в синтезе многих других важных для жизни молекул. С учетом того, что все эти реакции протекали в лаборатории при самых обычных условиях, они вполне могли протекать и на молодой Земле. Более того, механизм фосфорилирования, который реализуется во взаимодействиях с DAP, – тот же самый, какой сегодня используют более эффективные ферменты-протеинкиназы, что может служить еще одним косвенным доводом в пользу большой роли, которую сыграл этот фосфат в происхождении жизни.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Позавчера, 13:03
Мария Азарова

Исследование микробиома кишечника, проведенное японскими и американскими учеными, предоставляет один из потенциальных ключей к долголетию и лечению бактериальных инфекций.

1 час назад
Александр Березин

Среди полностью привитых препаратом от центра «Вектор» процент заболевших Covid-19 слабо отличим от процента заболевших среди тех, кто не прошел вакцинацию. В то же время среди привитых другими вакцинами этот показатель в несколько раз ниже, чем среди непривитых.

4 часа назад
Сергей Васильев

Ученые показали, что удлинение суток ведет к более продуктивному фотосинтезу и, возможно, некогда помогло цианобактериям совершить кислородную революцию на древней Земле.

Позавчера, 13:03
Мария Азарова

Исследование микробиома кишечника, проведенное японскими и американскими учеными, предоставляет один из потенциальных ключей к долголетию и лечению бактериальных инфекций.

28 июля
Мария Азарова

Член Северо-Западной организации Федерации космонавтики России Александр Хохлов рассказал о проблемах, сопровождающих модуль «Наука» на пути к МКС, и объяснил, почему на долгожданную стыковку будет всего одна попытка.

28 июля
Василий Парфенов

Компания Microsoft несколько лет назад намеревалась не изменять номер своей основной операционной системы для компьютеров — «десятка» должна была остаться с нами надолго. Однако очередное крупное обновление, по мнению маркетологов, очевидно, оказалось достойно новой цифры в названии ОС. Windows 11 принесет пользователям не только новые функции, улучшения безопасности и быстродействия, а также измененный дизайн, но и лишится некоторых привычных элементов. Хотя если кто-то и расстроится из-за этого, то скучать будет лишь по парочке из них.

25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

13 июля
Ольга Иванова

Международная команда ученых идентифицировала ДНК из почвы в грузинской пещере. Благодаря этому исследователям удалось восстановить геном человека возрастом 25 тысяч лет, не имея никаких скелетных останков.

8 июля
Василий Парфенов

Подросток из бельгийского города Остенде стал вторым самым юным обладателем высшего образования в обозримой истории. Он с отличием окончил курс физики в Антверпенском университете и теперь собирается защитить магистерскую степень, а затем и докторскую диссертацию в этой области. Цель у него простая и понятная: увеличение продолжительности жизни человека вплоть до полного бессмертия за счет замены частей тела и органов механическими или искусственными.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: