Білки, які є основою будь-якого біологічного життя, довго залишалися загадкою для вчених щодо їхнього утворення на ранніх етапах еволюції. Зокрема, було незрозуміло, як вони могли з’явитися до того, як сформувалися клітини зі складними внутрішніми механізмами.

Команда дослідників під керівництвом професора Метью Паунера з Університетського коледжу Лондона представила новаторську теорію. Вони описали просту хімічну реакцію, що відбувалася у водному середовищі. Ця реакція здатна з’єднувати базові компоненти, роблячи перші кроки до утворення білків. Це дослідження є важливим проривом у розумінні походження життя.

Дослідження показало, що РНК — ключова молекула, відповідальна за зберігання та передачу генетичної інформації, яка також може каталізувати біохімічні реакції — може хімічно зв’язуватися з амінокислотами. Амінокислоти, своєю чергою, є основними будівельними блоками білків. Для підвищення ефективності цієї реакції науковці використовували більш реактивну форму амінокислот, забезпечуючи їх додатковою енергією. Ці амінокислоти потім приєднувалися до специфічних ділянок РНК. Важливо відзначити, що весь процес відбувався у воді, без залучення ферментів та за відносно м’яких умов.

Ключову роль у цьому процесі відігравали тіоестери — молекули, що утворюються з тіолів. Ці сполуки важливі й сьогодні для клітинного метаболізму. Тіоестери є стабільними у водному середовищі та легко беруть участь у хімічних реакціях, що робить їх ідеальними для ранньої еволюції. Раніше вчені припускали, що до появи перших живих організмів міг існувати пантетеїн — активна частина коензиму А, який у сучасних клітинах формує тіоестери. Нове дослідження успішно пов’язує цю «сірчану хімію» з можливістю РНК приєднувати амінокислоти, створюючи таким чином місток між первинним метаболізмом і носіями генетичної інформації.

Експерименти виявили двоступеневий процес, у якому амінокислоти, приєднані до РНК, могли формувати перші структури, подібні до білків. Цікаво, що експеримент проводився в умовах, які, як вважається, існували у водоймах на первісній Землі. Це робить результати особливо значущими для теорії походження життя.

У сучасних клітинах синтез білків здійснюється рибосомою — складною «машиною», що складається з РНК і білків. Однак, ця нова хімічна модель демонструє, що РНК могла взаємодіяти з амінокислотами ще до появи білкових каталізаторів. Таким чином, вчені надали відповідь на парадокс «курки та яйця», пояснивши, як перше «яйце» могло виникнути самостійно, без «курки», яка б його знесла в сучасних умовах. Це дослідження глибоко впливає на наше розуміння ранньої хімії, що призвела до появи життя.

Інші новини зі світу науки

Нещодавнє дослідження також запропонувало інноваційні рішення для двох глобальних проблем: дефіциту пального та нестачі прісної води. Розроблювана технологія потенційно може виробляти пальне як основний продукт, а прісну воду — як побічний продукт.

Крім того, науковці перевірили кліматичні прогнози, зроблені 30 років тому. Результати показали, що ці прогнози справджуються з надзвичайною точністю, незважаючи на те, що свого часу їх вважали малоймовірними. Це підтверджує надійність наукових моделей у прогнозуванні довгострокових тенденцій, таких як глобальне потепління.

Вас також можуть зацікавити новини: