Химики совершили прорыв в решении загадки появления жизни
Работа с обоснованием гипотезы опубликована в журнале Nature Chemistry.
С точки зрения химии появление жизни на Земле требует генетические молекулы (вроде ДНК и РНК), которые будут сохранять и передавать схемы созданию белков. Тем не менее, копирование ДНК и РНК невозможно без самих белков, а также без липидов, которые формируют защитные мембраны. В свою очередь синтеза липидов требует ферментов, которые клетки производят на основе белков. В итоге получается своеобразная проблема "курицы или яйца".
Химик Джон Сазерленд из Кембриджа с коллегами еще в 2009 году выдвинули тезис в пользу гипотезы мира РНК. Она гласит, что первой биомолекулой стала РНК, которая не только сберегала генетические данные, но и катализировала другие важные реакции. Сазерленд доказал, что два из четырех нуклеотидных оснований РНК могут образоваться самостоятельно, в процессах с участием ацетилена и формальдегида.
В новой работе ученые показали, как РНК может образоваться из еще более простых веществ. Прекурсоры нуклеиновых кислот химики получили на основе цианистого водорода (HCN) и сероводорода (H2S), обработав их ультрафиолетом. Также основа для естественных аминокислот и липидов могла появиться при схожих условиях. В итоге, заключили ученые, одна и та же последовательность химических реакций могла создать все основные структурные элементы жизни одновременно.
Сазерленд отметил, что доисторическая Земля обладала условиями для подобных реакций. Цианистый водород зачастую есть в кометах, которые часто падали на планету в первые миллионы лет ее истории. Те же космические тела давали энергию для образования HCN из водорода, углерода и азота. В ту эпоху было достаточно иH2S, ультрафиолетового излучения и металлосодержащих минералов, которые ускоряли реакции.
Группа ученых указала, эти реакции не проходили в одном месте - они требовали различных количеств энергии и металлов-катализаторы. Вероятнее всего, нуклеиновые кислоты, аминокислоты и липиды образовывались в различных местах, а после соединялись в "первичный бульон", к примеру, благодаря осадкам.
