Хемичари су у лабораторији успели опонашати (репликација) један од кључних тренутака у настанку живота на Земљи – спонтано спајање молекула које се догодило пре отприлике четири милијарде година.
Како је живот могао започети? Научници су у лабораторији успели опонашати (репликација) један од кључних тренутака у настанку живота на Земљи – спонтано спајање молекула које се догодило пре отприлике четири милијарде година. Услови на нашој планети у најранијим данима омогућили су хемичарима да споје РНK и аминокиселине, што представља пресудан први корак који је напослетку довео до бујања живота каквог данас познајемо, пише Science Alert. Овај експериментални рад могао би пружити важне трагове о пореклу једног од најважнијих биолошких односа: оног између нуклеинских киселина и протеина.
Хемичар Метју Поунер са Универзитета Колеџ у Лондону објашњава сложеност поменутог процеса у садашњим организмима. „Живот данас користи изузетно сложену молекуларни рибозом, за синтезу протеина. Ова машина захтева хемијска упутства записана у гласничкој РНK, која преноси секвенцу гена из ћелијске ДНK до рибозома. Рибозом затим, попут фабричке траке, чита ову РНK и повезује аминокиселине једну по једну да створи протеин”, истиче Поунер. „Остварили смо први део тог сложеног процеса, користећи врло једноставну хемију у води при неутралном pH за повезивање аминокиселина с РНK. Хемија је спонтана, селективна и могла се догодити на раној Земљи.”
Иако знамо да је живот морао настати из првобитне супе на Земљи, научници још нису сигурни како се то тачно догодило. Једна од водећих јесте хипотеза света РНK, која претпоставља да је РНK била први самореплицирајући молекул способан да да буде катализатор других хемијских реакција. За разлику од ње, протеини се не могу сами репликовати; упутства за њихов настанак записана су управо у нуклеинским киселинама попут РНK. То значи да су се те две кључне компоненте морале некако спојити у влажним и врућим условима ране Земље.
„Живот се ослања на способност синтезе протеина – то су кључни функционални молекули живота. Разумевање порекла синтезе протеина темељно је за одгонетање одакле је живот дошао”, наглашава Поунер. „Наша студија је велики корак ка том циљу, показујући како је РНK можда први пут почела контролисати синтезу протеина.”
Многи су покушаји репликације овог процеса пропали јер су високоенергетски молекули, потребни за повезивање, били нестабилни у води. Међутим, тим предвођен хемичарком Јиоти Синг са Универзитета Колеџ у Лондону окренуо се биологији за решење. Као посредника употребили су тиоестер, високо реактивно једињење за које се верује да је било обилно у првобитној органској супи. У својој симулацији истраживачи су открили да је управо тиоестер осигурао потребну енергију за везивање аминокиселине за РНK, што је значајан пробој који елегантно уједињује две постојеће хипотезе.
„Наша студија уједињује две истакнуте теорије о пореклу живота – свет РНK, где се самореплицирајућа РНK предлаже као темељна, и свет тиоестера, у којем се тиоестери виде као извор енергије за најраније облике живота”, подвлачи Поунер. Иако смо још далеко од потпуног разумевања настанка живота, ово истраживање показује како су се кључне компоненте могле спојити. Следећи корак је истражити хоће ли се РНK преференцијално везати за специфичне аминокиселине, што би био темељ за развој генетског кода.
„Замислите дан када би хемичари могли узети једноставне, мале молекуле, које се састоје од атома угљеника, азита, водоника, кисеоника и сумпора, и од тих лего коцкица формирају молекуле способне за саморепликацију. То би био монументалан корак ка решавању питања подрекла живота”, закључује Синг. „Наша студија се приближава том циљу демонстрирајући како су две првобитне хемијске лего коцкице (активиране аминокиселине и РНK) могле изградити пептиде, кратке ланце аминокиселина који су кључни за живот.”
(Илустрација Мikhail Nilov/pexels)
(Индекс)
