Kemijske reakcije objašnjavaju nastanak života

Jedan od najvećih misterija u znanosti je otkriti kako su neke nežive molekule prešle u "stanje života". Znanstvenici iz instituta Scripps Research otkrili su čitav novi niz kemijskih reakcija koje mogu proizvesti građevne blokove života iz materijala za koje se smatra da su uobičajeni u primordijalnoj juhi rane Zemlje.

Smatra se da su se prvi oblici života pojavili na Zemlji prije nekoliko milijardi godina, iz mješavine bogate hranjivim tvarima koja se često naziva primordijalna juha. U biti, molekule sadržane unutra počele su reagirati jedna s drugom, zahvaljujući nekoj dodatnoj energiji poput udara munje ili hidrotermalnih izboja, sve dok nisu formirale osnovne organske spojeve, zatim aminokiseline, koje se zatim mogu povezati u peptide i proteine ​​i, na kraju, žive stanice.

To je, naravno, veliko pojednostavljenje nastanka života, no specifične kemijske reakcije koje su se odvijale tijekom procesa do sada su bile potpuno nejasne. Znanstvenici su ovo istraživali "kuhajući" vlastite verzije primordijalne juhe, na temelju onoga za što se mislilo da je u to vrijeme bilo u izobilju, i izlažući je različitim uvjetima kako bi vidjeli što se događa i koliko lako mogu nastati prethodnici života.

U svoju juhu istraživači su dodavali jednostavne sastojke koji su vjerojatno bili uobičajeni na ranoj Zemlji. Sve što je potrebno su cijanid, amonijak, ugljični dioksid i alfa keto kiseline, nakon čega je tim otkrio da juha počinje proizvoditi aminokiseline.

Svaki od četiri sastojka ima svoju ulogu. Alfa keto kiseline su prekursori koje današnje žive stanice koriste za stvaranje aminokiselina. Amonijak je izvor dušika koji je potreban za proces pretvorbe. Cijanid izvodi pretvorbu, a ugljični dioksid sve to ubrzava.

"Očekivali smo da će to biti prilično teško shvatiti, a pokazalo se da je čak jednostavnije nego što smo zamišljali", rekao je Ramanarayanan Krishnamurthy, glavni autor studije. “Ako pomiješate samo keto kiselinu, cijanid i amonijak, to samo stoji tamo. Čim dodate ugljični dioksid, čak i u tragovima, reakcija se ubrzava.”

Tim kaže da je ovaj proces u biti način na koji se aminokiseline stvaraju u živim stanicama, osim što je cijanid zamjena za enzime koji još ne bi postojali u praiskonskoj juhi. Ta jednostavnost i sličnost s trenutnim biološkim procesima sugerira da je ovo vjerojatniji izvor ranog života od drugih hipoteza, koje zahtijevaju radikalnije drugačiju kemiju.

Analiza kemijske juhe otkrila je da proces također proizvodi orotat kao nusprodukt. Orotat je prethodnik nukleotida koji čine DNK i RNK, što sugerira da je čitav niz sastojaka života mogao biti proizveden na ovaj način.

"Sljedeće što želimo učiniti jest nastaviti ispitivati ​​kakva kemija može nastati iz ove mješavine", rekao je Krishnamurthy. “Mogu li aminokiseline početi stvarati male proteine? Može li se jedan od tih proteina vratiti i početi djelovati kao enzim za stvaranje više ovih aminokiselina?" 

Istraživanje objavljeno u časopisu Nature Chemistry možete pronaći na ovoj poveznici.