Новости химической науки > Происхождение жизни могут объяснить «дефективные соединения»

Исследователи из США преднамеренно используют то, что они называют «дефективными соединениями» в экспериментах для того, чтобы более эффективно симулировать условия на примордиальной Земле и понять, как могли образоваться первые биологически значимые молекулы.

Структурно-направляемые процессы играют важную роль в синтезе многих молекул, обладающих той или иной степенью биологической активности, включая пептиды и нуклеиновые кислоты. В отличие от реакций, в которых синтетический результат определяется внешними факторами, например наличием или строением катализатора, результаты структурно-направляемых процессов зависят от свойств самих взаимодействующих молекул.

Более реалистичный сценарий молодой, примордиальной Земли описывается сложной смесью реагентов, однако его сложно воспроизвести в лаборатории. (Рисунок из New J. Chem., 2015, DOI: 10.1039/c5nj01474c)

Джонатан Линдси (Jonathan Lindsey) из Университета штата Северная Каролина отмечает, что большая часть исследований, посвященных проблемам происхождения жизни, заключается в том, что исследователи в лаборатории пытаются выяснить, как простые вещества могли прореагировать, давая более сложные продукты, используя для этого химические препараты высокой степени чистоты. Новая работа группы Линдси впервые посвящена тому, чему ранее не придавалось значения – изучению влияния на процессы биогенеза примесей, загрязнений, другими словами – «дефективных реагентов».

В качестве одного из примера работы можно описать применение дефективного кетона, образующего пиррол, реакции которого, в свою очередь, приводят к образованию порфиринов – эту цепочку реакций можно считать такой же значимой, как превращение аминокислот в пептиды или нуктеотидов в нуклеиновые кислоты. Поскольку цепочка превращений кетон-порфирин требует протекания нескольких последовательных реакций, примеси могут повлиять на окончательный результат несколькими способами, а в ряде случаев вообще не оказать влияния на результат цепочки превращений. Таким образом, в результате реализации процессов примордиальной «комбинаторной химии» разные примеси могли приводить к образованию различных интермедиатов в различных химических процессах, и некоторые из этих процессов вполне могли сформировать химические структуры, критически важные для появления биологически активных молекул и живых систем.

Антонио Лацкано Араухо (Antonio Lazcano Araujo), изучающий возникновение жизни в Национальном Автономном Университете Мексики, отмечает, что изучение влияния примесей, содержащихся в пребиотическом бульоне, на возникновение живых систем является весьма плодотворной идеей, поскольку сложно представить, что реальный первичный бульон содержал вещества той же степени чистоты, что мы используем в лабораторной практике, добавляя, однако, что такая постановка задачи усложняет способы ее решения, так как сложно учесть все возможные варианты «дефективных веществ» в лабораторных экспериментах.

Источник: New J. Chem., 2015, DOI: 10.1039/c5nj01474c

метки статьи: #биохимия, #молекулярная биология, #химическая эволюция