Ursuppe: Мълнията създаде ли базите на РНК?

Строителните блокове на генетичната молекула се образуват спонтанно след мълния или ударна вълна

Както в първите дни на Земята са били създадени градивните елементи на генетичната молекула РНК, сега изследователите са реконструирани в експеримент. Не се получи много повече от светкавици, първоначалната атмосфера, вода и звук. © Comstock / thinkstock
чете на глас

Ursuppe в епруветката: Нужна му е само атмосферата на урината, вода и светкавица, за да генерира всички градивни елементи на генетичната молекула РНК. Това се доказва от експеримент, в който изследователите са пресъздали условията на първичната земя. Електрическият разряд или индуцираната с лазер ударна вълна бяха достатъчни за генериране на всички необходими основи на РНК и една аминокиселина от най-простите химически градивни елементи, както съобщават учените.

Как и къде е възникнал първият живот на земята, все още е до голяма степен необяснено. Не е ясно преди всичко кои реакции са довели до образуването на първите самовъзпроизвеждащи се биомолекули, като РНК. Прочутият експеримент „първична супа“ от Стенли Милър преди повече от 60 години доказа, че при условията на първичната земя могат да се образуват различни аминокиселини. Въпреки това, дали РНК - и по този начин вероятният предшественик на генетичната молекула ДНК се е образувала при тези обстоятелства - не може да се докаже - досега.

Uratmosphäre за глина и вода

Мартин Ферус от Чешката академия на науките и неговите колеги са постигнали важен пробив: Във вариант на експеримента на Милър Ursuppen те успяха да синтезират всички нуклеобази, необходими за РНК - без специален катализатор или екзотични изходни материали, като напр. изтъкват изследователите.

За експеримента те излагат "първична атмосфера" на амоняк (NH 3 ), въглероден окис (CO) и водна пара над повърхността на глина и вода или електрически разряд - светкавица, така да се каже - или симулират ударната вълна и топлината с лазерен импулс астероидно въздействие. И двете събития се считат за потенциални източници на енергия за синтеза на биомолекули.

Първо формамид, след това основата на РНК

Резултатът: И светкавицата, и симулираният астероиден удар предизвикаха цяла верига от реакции в резервоара "Ursuppen". Формамид (CH3 NO) и циановодород (HCN) бяха междинните съединения на тези химични реакции, две съединения, които се считат за важни прекурсори и катализатори за биомолекулите, съобщават изследователите. показ

Реакции в експеримента с първичната супа: Формамид (А) и свободните радикали (В) се образуват като междинни продукти чрез изхвърляне на ударната вълна. В следващия етап се формират основите на РНК. Us Ferus et al. / PNAS

По-важното е, че в края на реакцията учените получиха всички основни градивни елементи на РНК: „Открихме всички канонични нуклеобази на РНК: урацил, цитозин, аденин и гуанин, заедно с урея и най-простата аминокиселина, глицинът“, докладват Ферус и неговите колеги.

Въздействия като троен носител на живот?

По този начин експериментът показва, че са съществували градивни елементи и предпоставки за образуването на първите биомолекули на първичната земя. "Тези резултати подкрепят предположението, че атмосфера на амоняк, въглероден окис и водна пара не е подходяща само като начална среда за образуването на аминокиселини, но и за нуклеобазите на РНК.", заявяват изследователите.

В същото време те потвърждават, че честите събития като удари от мълния или астероиди служат като възможни импулси за синтеза на тези жизненоважни компоненти. По-специално, първоначалните включвания биха могли да бъдат дори три животоспасяващи: те донесоха химически градивни елементи за биомолекулите на земята и доставиха същата енергия за удар за n Активни реакции. Кратерите им от своя страна предоставиха благоприятна среда за създаването на живот. (Трудове на Националната академия на науките, 2017; doi: 10.1073 / pnas.1700010114)

(PNAS, 11.04.2017 - НПО)