logo

Пользовательского поиска

Sunday 27th of May 2018

Химическая эволюция: как образовались компоненты РНК

Печать E-mail
Рейтинг пользователей: / 0
ХудшийЛучший 
Статьи - Происхождение жизни
Автор: Administrator   
18.05.2016 19:40

 

Путь FaPy – возможный вариант синтеза важнейших биомолекул в условиях, аналогичных имевшим место на ранней Земле.

Путь FaPy – возможный вариант синтеза важнейших биомолекул в условиях, аналогичных имевшим место на ранней Земле. (Фото: © Leonid Tit/Fotolia)


Биологической эволюции предшествовал длительный этап химической эволюции, в течение которой накапливались предшественники биополимеров. Гипотеза РНК-мира предполагает, что одной из первых самовоспроизводящихся молекул, приведших к возникновению жизни, была РНК. Нуклеотидные основания РНК – A, U, C и G – химически сложные соединения, и как большие пуриновые основания A и G могли возникнуть на ранней Земле, было неясно. Химики из Мюнхенского университета Людвига-Максимилиана (Ludwig-Maximilians-Universität München) нашли путь, в котором основания A и G легко и с высоким выходом синтезируются из предшественников, которые вполне могли существовать в пребиотических условиях ранней Земли. Результаты их исследования убедительно склоняют чашу весов в сторону гипотезы РНК-мира.


Как и из каких строительных блоков возникла жизнь на Земле? Возможно, ответ на этот вопрос нужно искать в Космосе? Ученые нашли на поверхности комет простые органические молекулы, которые могли быть и на молодой Земле. Они либо были на ней с самого начала, то есть уже присутствовали в веществе, из которого образовалась наша планета, либо попали на нее с метеоритами. Профессор химии LMU München Томас Карелл (Thomas Carell) и его группа показали, что в условиях, которые, вероятно, имели место на ранней Земле, из этих молекул могли образоваться более сложные биологические «строительные блоки», служившие исходными веществами для синтеза одного класса молекул – неотъемлемой части всех форм жизни на планете. Кроме того, исследователи представили вероятный механизм их образования. О своих результатах они сообщают в журнале Science.

Для возникновения жизни, прежде всего, необходимо, чтобы из небольших молекул образовались сложные структуры, способные стать основой для первых биополимеров – белков и аминокислот, – определяющих структуру всех современных организмов. Какие небольшие органические молекулы присутствовали на ранней Земле, на сегодня остается в значительной степени неизвестным. Однако недавние открытия, сделанные учеными из Европейского космического агентства (European Space Agency) при изучении результатов проекта Розетта (миссия к комете 67/P/Чурюмова-Герасименко), позволили высказать несколько новых предположений. При анализе пыли с поверхности кометы, попавшей в масс-спектрометр спускаемого модуля Филэ, были выявлены 16 простых органических соединений. Помимо воды и монооксида углерода были идентифицированы, в частности, азотсодержащие соединения, в том числе формамид и цианистый водород (синильная кислота).

Профессор химии LMU München Томас Карелл (Thomas Carell)

 

Профессор химии LMU München Томас Карелл (Thomas Carell). (Фото: cup.uni-muenchen)

 

 

 

«Мы изучили, как из этих очень простых веществ в условиях, которые, вероятно, имели место на ранней Земле, могли образоваться сложные органические строительные блоки, давшие начало жизни. Прежде всего, нас интересовал синтез ключевых компонентов РНК», - объясняет профессор Карелл.

В понимании пребиотической химии возникновению РНК придается ключевое значение. Объясняется этот особый интерес тем, что она может катализировать целый ряд биохимических реакций и свой собственный синтез, обладая одновременно способностью хранить генетическую информацию. Предварительный анализ возможных путей синтеза привел исследователей к схеме реакции (к так называемому FaPy-пути), делающей возможным образование сложных пуринов в пребиотических условиях. Эти соединения являются важными компонентами нуклеиновых кислот – РНК и ДНК, а также жизненно необходимыми строительными блоками молекул АТФ и ГТФ, обе из которых служат источниками энергии для биохимических реакций в клетке, а также молекулярными переключателями в регуляции функций белков.

Путь FaPy начинается с реакции присоединения формамида к аминопиримидинам – азотсодержащим кольцам, которые могут образовываться в серии реакций между молекулами цианистого водорода (и сами тесно связаны с тремя другими основаниями нуклеиновых кислот). При этом образуются так называемые формамидопиримидины (formamidopyrimidines) (отсюда и аббревиатура FaPy для всего пути). В последующих реакциях из молекул формамидопиримидинов образуются пурины аденин и гуанин, а также несколько их биологически важных производных.

«Общий выход пуринов в пути FaPy составляет около 70%, из которых около 20% приходится на аденозин – важный компонент РНК. Таким образом, открыв путь FaPy, мы нашли механизм образования, с высоким выходом и с высокой специфичностью, основных биохимических компонентов жизни», - подчеркивает профессор Карелл. «Путь FaPy представляет научно обоснованный сценарий того, как на Земле мог протекать процесс химической эволюции до появления на ней первых клеток»

 

 

По материалам

Building-blocks of life

Die Chemie vom Ursprung

 

Оригинальная статья:

S. Becker, I. Thoma, A. Deutsch, T. Gehrke, P. Mayer, H. Zipse, T. Carell. A high-yielding, strictly regioselective prebiotic purine nucleoside formation pathway

 

© «Химическая эволюция: как образовались компоненты РНК». Полная или частичная перепечатка материала разрешается при обязательной незакрытой от индексации, незапрещенной для следования робота активной гиперссылке на страницу Происхождение жизни. Письменное разрешение обязательно.

 

 

 

Related Articles:
 
OZON.ru

Vinaora Visitors Counter

mod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_counter
mod_vvisit_counterToday542
mod_vvisit_counterYesterday851
mod_vvisit_counterThis week542
mod_vvisit_counterLast week4585
mod_vvisit_counterThis month17617
mod_vvisit_counterLast month17905
mod_vvisit_counterAll days4000999

We have: 53 guests, 6 bots online
Your IP: 54.81.183.183
 , 
Today: Май 27, 2018

RSS

Новое на LST

Работает на Joomla!. Valid XHTML and CSS.