Chemici ukázali, jaké reakce vedly ke „zrození života“ na Zemi

Chemici ze Scripps Research prokázali, že pro rané vzdělávání

vývoj aminokyselin a nukleových kyselin na Zemi,základní stavební kameny proteinů, respektive DNA, nevyžadovaly nestandardní podmínky ani vzácné prvky. Chemické reakce popsané v článku v časopise Nature Chemistry by mohly probíhat za normálních podmínek a k jejich iniciaci vyžadovaly pouze látky dostupné v té době.

Dnes se v buňkách generují aminokyselinyprekurzory zvané α-ketokyseliny, využívající jak dusík, tak specializované proteiny zvané enzymy. V předchozí práci vědci ukázali, že α-ketokyseliny mohly existovat v rané historii Země. Předpokládalo se však, že před příchodem buněčného života musely být aminokyseliny vytvořeny ze zcela jiných prekurzorů, aldehydů, které nevyžadovaly enzymy.

Chemici ve své práci ukázali, že kyanid můžeúspěšně nahrazují enzymy jako katalyzátory reakcí, které produkují aminokyseliny. Protože věděli, že dusík bude v nějaké formě potřeba, přidali amoniak, formu dusíku, která byla přítomna na rané Zemi. Pak pomocí pokusů a omylů objevili třetí klíčovou složku: oxid uhličitý. 

Ukázalo se, že je to ještě jednodušší, než jsme si představovalizastoupená. Pokud smícháte pouze ketokyselinu, kyanid a čpavek, nic se nestane. Ale jakmile přidáte oxid uhličitý, byť stopová množství, reakce se zrychlí.

Ramanarayanan Krishnamurthy, výzkumník v Scripps Institution, spoluautor článku

Navíc to vědci zjistilivedlejším produktem stejné chemické reakce je orotát, prekurzor nukleotidů, které tvoří RNA a DNA. Všechny základní složky nezbytné pro vznik života tak mohly vzniknout ve velkém množství v důsledku jednoho souboru chemických reakcí.

Schéma chemických reakcí. Zdroj: Pulletikurti et al., Nature Chemistry

Vědci se domnívají, že od syntézy aminokyselinv organických buňkách probíhá téměř identicky jako navrhované reakce, s výjimkou použití enzymů místo kyanidu, pak takové procesy sloužily jako primární původ života na Zemi.

Nové reakce dávají vědcům nejen náhledo chemii rané Země, budou užitečné i v průmyslové výrobě, například k vytvoření individuálně značených biomolekul z levných výchozích materiálů.

Přečtěte si více:

Nadzvukové letadlo poletí rychlostí 2000 km/h a přeletí oceán za 3,5 hodiny

Vědci natočili podivného tvora s chapadly, které si spletli s květinou

Vytvořil kvantový počítač, který „přesáhl binární systém“