Ursuppe: Kas välk lõi RNA baasid?

Geneetilise molekuli ehitusplokid moodustuvad pärast välk- või lööklainet spontaanselt

Kuna Maa esimestel päevadel loodi geneetilise molekuli RNA ehitusplokid, on teadlased nüüd eksperimendi korras rekonstrueerinud. See ei pruukinud palju muud kui välk, ürgne atmosfäär, vesi ja heli. © Comstock / mõttekoda
ettelugemist

Ursuppe katseklaasis: geneetilise molekuli RNA kõigi ehitusplokkide genereerimiseks oli vaja ainult uriini atmosfääri, vett ja välklampi. Seda tõestab eksperiment, mille käigus teadlased on taastanud tingimused ürgmaal. Elektrilahendusest või laseriga indutseeritud lööklainast piisas kõigi vajalike RNA aluste ja ühe aminohappe genereerimiseks lihtsamatest keemilistest ehitusplokkidest, nagu teadlased teatavad.

Kuidas ja kust esimene elu maa peal tekkis, on siiani suuresti selgitamata. Eelkõige pole selge, millised reaktsioonid viisid esimeste isereplitseeruvate biomolekulide, näiteks RNA moodustumiseni. Stanley Milleri kuulus "ürgse suppi" katse, mis tehti üle 60 aasta tagasi, tõestas, et ürgse maa tingimustes võib moodustuda erinevaid aminohappeid. Kuid kas RNA - ja seega ka geneetilise molekuli DNA eeldatav eeldus sellistes tingimustes moodustus - ei olnud seni tõestatav.

Uratmosphäre savi ja vee kohta

Martin Ferus Tšehhi Teaduste Akadeemiast ja tema kolleegid on nüüd saavutanud olulise läbimurde: Milleri Ursuppeni eksperimendi variandis õnnestus neil sünteesida kõik RNA jaoks vajalikud nukleobaasid - ilma spetsiaalse katalüsaatori või eksootiliste lähtematerjalide, näiteks rõhutavad teadlased.

Katse jaoks paljastavad nad savi ja vee pinnal ammoniaagi (NH 3 ), süsinikmonooksiidi (CO) ja veeauru primaarse atmosfääri kas elektrilahenduseni - nii öelda välklambini - või simuleerivad lööklaine ja kuumutavad laserimpulsi. asteroidi mõju. Mõlemat sündmust peetakse biomolekulide sünteesi potentsiaalseteks energiaallikateks.

Kõigepealt formamiid, siis RNA alused

Tulemus: nii välk kui ka simuleeritud asteroidi löök vallandasid paagis "Ursuppen" terve reaktsioonide ahela. Formamiid (CH3 NO) ja vesiniktsüaniid (HCN) olid nende keemiliste reaktsioonide vaheühendid - kaks ühendit, mida peetakse biomolekulide oluliseks eelkäijaks ja katalüsaatoriks, kirjutavad teadlased. kuva

Reaktsioonid ürgses supikatses: Formamiid (A) ja vabad radikaalid (B) moodustuvad lööklaine väljutamisel vaheühenditena. Järgmises etapis moodustatakse RNA alused. Us Ferus jt / PNAS

Veelgi olulisem on see, et reaktsiooni lõpus said teadlased kõik RNA peamised ehitusplokid: "tuvastasime kõik kanoonilised RNA nukleobaasid: uratsiil, tsütosiin, adeniin ja guaniin koos uurea ja lihtsama aminohappe, glütsiiniga", teatab Ferus ja tema kolleegid.

Kas mõju on kolmekordne?

Katse näitab seega, et ürgmaal olid esimeste biomolekulide moodustumise eeldused ja eeldused. "Need tulemused toetavad eeldust, et ammoniaagi, süsinikmonooksiidi ja veeauru atmosfäär ei ole mitte ainult lähtekeskkond aminohapete, vaid ka RNA nukleobaaside moodustamiseks.", väidavad teadlased.

Samal ajal kinnitavad nad, et sagedased sündmused, näiteks välk või asteroidi löögid, olid nende elutähtsate komponentide sünteesi võimalikud impulsid. Eelkõige võisid ürgsed inklusioonid olla isegi kolm elujõudu: nad tõid biomolekulide jaoks keemilised ehitusplokid maapinnale ja andsid sama löögienergia ka n Aktiivsed reaktsioonid. Nende kraatrid pakkusid omakorda soodsa keskkonna elu loomiseks. (Riikliku Teaduste Akadeemia toimetised, 2017; doi: 10.1073 / pnas.1700010114)

(PNAS, 11.04.2017 - MTÜ)