Не в океана. Учени опровергаха основната теория за произхода на живота
Американски химици са открили, че пептидните връзки - основата на белтъците - не могат да се образуват във водна среда. Сложните органични съединения се образуват най-лесно на границата сред водата и въздуха, да вземем за пример в морските пръски. Тоест за зараждането на живота са нужни и океанът, и атмосферата.
Произход
Има две съществени теории за произхода на живота на Земята. Първата е абиогенната. Същината ѝ е, че комплицираните органични съединения - „ тухлите на живота ", измежду които централно място заемат аминокиселините - са се образували от неорганични субстанции непосредсствено на нашата планета вследствие на пребиотични реакции.
Това съмнение за първи път е изказано през 1922 година от съветския биолог Александър Опарин. А в средата на 50-те години американските биохимици Стенли Милър и Харолд Юри удостоверяват хипотезата пробно, получвайки аминокиселини от най-простите съединения - като вода, амоняк, въглероден оксид и метан.За задачата в лаборатория са пресъздадени изискванията на ранната Земя: „ първичната чорба " се нагрява до шупване, парата се пропуща през колба, в която се слагат електроди, и по-късно се охлажда. Втората доктрина се назовава панспермия.
Поддръжниците ѝ настояват, че животът е пристигнал от Космоса. Тази концепция, изразена още през XIX век, дълго време се смяташе за ненаучна. Но по-късно се оказа, че пространството е изпълнено с „ тухли на живота ". В междузвездното пространство участват спектри на комплицирани органични молекули. В състава на кометите има амониеви соли и други съединения, които могат да доведат до образуването на карбамид, аминокиселини и нуклеотиди. А в метеоритите - цялостен набор от азотни бази, нужни за ДНК и РНК.
Ключовата реакция
Въпросът за появяването на главните пребиотични молекули на Земята - аминокиселините - се взема решение елементарно. Трудностите пораждат по-късно. Доста мъчно е да се изясни по какъв начин от първичните „ градивни детайли " се образуват комплицираните биополимери, които са в основата на всичко живо - пептиди, белтъци и нуклеинови киселини. От химична позиция пептидите са молекули, построени от две или повече аминокиселини, свързани посредством пептидни (амидни) връзки -C(O)NH-. Дипептидите са вериги от две аминокиселини. Когато те са няколко, това са полипептиди, повече от 50 към този момент са белтъци. Образуването на пептидни връзки е една от най-важните биохимични реакции. В организма тя се катализира (ускорява) от ензими. Клетките имат специфични органели - рибозоми, които работят като макромолекулни машини за бързо произвеждане на нужните белтъци. Редът, в който се събират пептидите, се дефинира от генетичния код.
В лабораторни условия синтезът даже на къси пептидни вериги е многоетапен развой, извънредно придирчив към външни условия и изискващ катализатори. В основата му лежи реакцията на дехидратация - аминокиселинните останки се свързват между тях с обособяване на молекули H2O. Основната компликация се състои в това, че във водна среда, където обичайно се счита, че е зародил животът, дехидратацията е допустима единствено с присъединяване на органични ферменти, които не могат да участват на пребиотичния стадий. В същото време за поддържането на всички форми на живот е нужна вода. Получава се затворен кръг.
Пръски живот
Американски учени от университета Пърдю са предложили лично решение на „ водния абсурд ". Тяхната публикация е оповестена в списание PNAS. Повече от 10 години те се занимават с химия на капките - благодарение на масспектрометрични способи изследват реакции в субмикронни капки течности. По-специално откривателите са открили, че преобразуването на аминокиселини в пептиди в микрокапчиците е на няколко порядъка по-бързо, в сравнение с в обичайните разтвори.
Това отстрани нуждата от катализатори, комплицирани органични съставки или в допълнение излагане под формата на радиация или електрически разряди. Чрез напръскване на микрокапки вода, съдържаща две разнообразни аминокиселини - глицин и L-аланин, върху масспектрометър, учените следили образуването на дипептидни връзки. По подобен метод те потвърдили, че първичните органични молекули, простите аминокиселини, непринудено образуват градивните детайли на живота в капки чиста вода.
Авторите считат, че в предишното най-благоприятните условия за термодинамично удобен синтез на пептиди са възниквали на границата сред вода и въздух, да вземем за пример на повърхността на микроскопични капчици, основани от морските талази.
„ Атмосферните аерозоли или морските капки биха могли да обезпечат неповторима и необятно публикувана среда за превъзмогване на енергийното затруднение, провокирано от кондензацията и полимеризацията на биомолекулите във водата ", се споделя в публикацията. Учените се надяват откритието им да откри съответно практическо приложение. Те към този момент са построили пробна апаратура в университета Пърдю, която работи на правилото на капковата технология. В бъдеще такова съоръжение може да се употребява за интензивен синтез на комплицирани органични субстанции и създаване на нови медикаменти, считат откривателите.
Произход
Има две съществени теории за произхода на живота на Земята. Първата е абиогенната. Същината ѝ е, че комплицираните органични съединения - „ тухлите на живота ", измежду които централно място заемат аминокиселините - са се образували от неорганични субстанции непосредсствено на нашата планета вследствие на пребиотични реакции.
Това съмнение за първи път е изказано през 1922 година от съветския биолог Александър Опарин. А в средата на 50-те години американските биохимици Стенли Милър и Харолд Юри удостоверяват хипотезата пробно, получвайки аминокиселини от най-простите съединения - като вода, амоняк, въглероден оксид и метан.За задачата в лаборатория са пресъздадени изискванията на ранната Земя: „ първичната чорба " се нагрява до шупване, парата се пропуща през колба, в която се слагат електроди, и по-късно се охлажда. Втората доктрина се назовава панспермия.
Поддръжниците ѝ настояват, че животът е пристигнал от Космоса. Тази концепция, изразена още през XIX век, дълго време се смяташе за ненаучна. Но по-късно се оказа, че пространството е изпълнено с „ тухли на живота ". В междузвездното пространство участват спектри на комплицирани органични молекули. В състава на кометите има амониеви соли и други съединения, които могат да доведат до образуването на карбамид, аминокиселини и нуклеотиди. А в метеоритите - цялостен набор от азотни бази, нужни за ДНК и РНК.
Ключовата реакция
Въпросът за появяването на главните пребиотични молекули на Земята - аминокиселините - се взема решение елементарно. Трудностите пораждат по-късно. Доста мъчно е да се изясни по какъв начин от първичните „ градивни детайли " се образуват комплицираните биополимери, които са в основата на всичко живо - пептиди, белтъци и нуклеинови киселини. От химична позиция пептидите са молекули, построени от две или повече аминокиселини, свързани посредством пептидни (амидни) връзки -C(O)NH-. Дипептидите са вериги от две аминокиселини. Когато те са няколко, това са полипептиди, повече от 50 към този момент са белтъци. Образуването на пептидни връзки е една от най-важните биохимични реакции. В организма тя се катализира (ускорява) от ензими. Клетките имат специфични органели - рибозоми, които работят като макромолекулни машини за бързо произвеждане на нужните белтъци. Редът, в който се събират пептидите, се дефинира от генетичния код.
В лабораторни условия синтезът даже на къси пептидни вериги е многоетапен развой, извънредно придирчив към външни условия и изискващ катализатори. В основата му лежи реакцията на дехидратация - аминокиселинните останки се свързват между тях с обособяване на молекули H2O. Основната компликация се състои в това, че във водна среда, където обичайно се счита, че е зародил животът, дехидратацията е допустима единствено с присъединяване на органични ферменти, които не могат да участват на пребиотичния стадий. В същото време за поддържането на всички форми на живот е нужна вода. Получава се затворен кръг.
Пръски живот
Американски учени от университета Пърдю са предложили лично решение на „ водния абсурд ". Тяхната публикация е оповестена в списание PNAS. Повече от 10 години те се занимават с химия на капките - благодарение на масспектрометрични способи изследват реакции в субмикронни капки течности. По-специално откривателите са открили, че преобразуването на аминокиселини в пептиди в микрокапчиците е на няколко порядъка по-бързо, в сравнение с в обичайните разтвори.
Това отстрани нуждата от катализатори, комплицирани органични съставки или в допълнение излагане под формата на радиация или електрически разряди. Чрез напръскване на микрокапки вода, съдържаща две разнообразни аминокиселини - глицин и L-аланин, върху масспектрометър, учените следили образуването на дипептидни връзки. По подобен метод те потвърдили, че първичните органични молекули, простите аминокиселини, непринудено образуват градивните детайли на живота в капки чиста вода.
Авторите считат, че в предишното най-благоприятните условия за термодинамично удобен синтез на пептиди са възниквали на границата сред вода и въздух, да вземем за пример на повърхността на микроскопични капчици, основани от морските талази.
„ Атмосферните аерозоли или морските капки биха могли да обезпечат неповторима и необятно публикувана среда за превъзмогване на енергийното затруднение, провокирано от кондензацията и полимеризацията на биомолекулите във водата ", се споделя в публикацията. Учените се надяват откритието им да откри съответно практическо приложение. Те към този момент са построили пробна апаратура в университета Пърдю, която работи на правилото на капковата технология. В бъдеще такова съоръжение може да се употребява за интензивен синтез на комплицирани органични субстанции и създаване на нови медикаменти, считат откривателите.
Източник: cross.bg
КОМЕНТАРИ