Jautājums par to, kā dzīvība vispirms parādījās šeit uz Zemes, ir noslēpums, kas turpina pastāvēt
Viens no drausmīgākajiem noslēpuma aspektiem ir saistīts ar peptīdiem un fermentiem, kas nonāk situācijā, kurā atrodas “vistas un olas”. Risinot to, Londonas Universitātes koledžas (UCL) pētnieku grupa nesen veica pētījumu, kas efektīvi parādīja, ka peptīdi varēja veidoties apstākļos
Pētījums, kurā sīki aprakstīti viņu atklājumi, nesen tika publicēts zinātniskajā žurnālā Daba. Pētniecības komandu vadīja Dr Matthew Powner, Organiskās ķīmijas lasītājs ar UCL Ķīmijas departamentu, un tajā piedalījās Pjērs Canavelli un Dr Saidul Islam - abi ir pētnieki no UCL Organiskās un bioloģiskās ķīmijas nodaļas.
Kā Powner nesenā intervijā UCL News paskaidroja viņu pētījuma mērķi:
“Peptīdi, kas ir aminoskābju ķēdes, ir absolūti būtisks visas dzīves uz Zemes elements. Tie veido olbaltumvielu audumu, kas kalpo par katalizatoriem bioloģiskos procesos, bet tiem pašiem nepieciešami fermenti, lai kontrolētu to veidošanos no aminoskābēm. Tātad mums ir bijusi klasiska vistas un olu problēma - kā tika izgatavoti pirmie fermenti? ”
Kā viņi norāda savā pētījumā, pagātnē ir veikti ievērojami pētījumi, lai noskaidrotu, kā peptīdi vispirms veidojās un ļāva rasties dzīvībai. Tomēr visi iepriekšējie pētījumi ir vērsti uz aminoskābēm, nevis uz to ķīmisko prekursoru (pazīstami kā aminonitriļi) reaktivitāti.
Kamēr aminonitriliem ir nepieciešami bargi apstākļi, lai veidotu aminoskābes (parasti stipri skābes vai sārmainas), peptīdu veidošanai aminoskābes ir jāuzlādē ar enerģiju. Tomēr pētnieki atrada veidu, kā apiet abus šos soļus, parādot, ka peptīdus var izgatavot tieši no ar enerģiju bagātajiem aminonitriļiem.
Viņu metode izmantoja aminonitrilu iebūvēto reaktivitāti ar citām molekulām, kas bija Zemes pirmatnējās vides sastāvdaļa. Process sastāvēja no sērūdeņraža apvienošanas ar aminonitriliem un ķīmiskā substrāta fericianīda ([Fe (CN)6]3?) ūdenī, kas deva peptīdus.
Tas parādīja, ka aminonitriles pašas par sevi spēj sasniegt peptīdu saites veidošanos ūdenī un daudz vieglāk nekā aminoskābes. Turklāt tas parādīja, ka tas varētu notikt apstākļos un ķīmiskām vielām, kuras vulkānu izvirdumu laikā izstaro gāzi un kuras, iespējams, atradās uz Zemes pirms miljardiem gadu. Teica Pjērs Canavelli, pirmais pētījuma autors:
"Kontrolēta sintēze, reaģējot uz vides vai iekšējiem stimuliem, ir būtisks metabolisma regulācijas elements, tāpēc mēs domājam, ka peptīdu sintēze varēja būt daļa no dabiskā cikla, kas notika ļoti agrīnā dzīves evolūcijā."
"Šī ir pirmā reize, kad ir pārliecinoši pierādīts, ka peptīdi veidojas, neizmantojot aminoskābes ūdenī, izmantojot salīdzinoši saudzīgus apstākļus, kas, iespējams, būs pieejami uz primitīvās Zemes," piebilda līdzautors Dr Saidul Islam.
Šiem atklājumiem varētu būt būtiska ietekme uz abioģenēzes izpēti, kā arī dzīves meklēšanu uz ekstrasolārajām planētām. Tie var būt noderīgi arī sintētiskās ķīmijas jomā, jo amīdu saišu veidošanās ir būtiska bioaktīvu sintētisko materiālu ražošanā. Salīdzinot ar parastajiem ķīmiskajiem procesiem, kurus izmanto komerciāli, šī jaunā metode ir efektīvāka un daudz rentablāka.
Raugoties nākotnē, pētījumu grupa vēlas turpināt savus pētījumus, atrodot citus veidus, kā aminonitriļi var izraisīt peptīdus. Viņi arī šobrīd pēta peptīdu funkcionālās īpašības, kuras viņu eksperiments radīja, cerot labāk izprast, kā tie varētu būt palīdzējuši izraisīt dzīvības veidošanos uz Zemes. Pirms 4 miljardiem gadu.
Pēc daudzu paaudžu mēģinājumiem (un neveiksmēm) atjaunot dzīves pamatelementus, vai varētu būt, ka zinātnieki to vienkārši ir pārdomājuši
