Происхождение жизни на Земле является рядом парадоксов. Для жизни для начала работы, должно быть, была генетическая молекула — что-то как ДНК или РНК — способна к проведению проектов того, чтобы сделать протеины, молекулы рабочей лошади жизни. Но современные клетки не могут скопировать ДНК и РНК без помощи самих протеинов.
Для создания вопросов более раздражающими ни одна из этих молекул не может делать их работы без жирных липидов, обеспечивающих мембраны, что клетки должны держать свое содержание внутри. И в еще одной сложности цыпленка-и-яйца, основанные на протеине ферменты (закодированный генетическими молекулами) необходимы для синтезирования липидов.
Теперь, исследователи говорят, что, возможно, решили эти парадоксы. Сегодня химики сообщают, что пара простых составов, которые были бы в изобилии на ранней Земле, может дать начало сети простых реакций, производящих три главных класса биомолекул — нуклеиновые кислоты, аминокислоты, и липиды — необходимый для самой ранней формы жизни для получения ее начала. Несмотря на то, что новая работа не доказывает, что это – то, как жизнь началась, это может в конечном счете помочь объяснить одну из самых глубоких тайн в современной науке.“Это – очень важная газета”, говорит Джек Сзостэк, молекулярный биолог и исследователь происхождения жизни в Центральной больнице Массачусетса в Бостоне, который не был аффилирован с текущим исследованием. “Это предлагает впервые сценарий, которым почти все существенные стандартные блоки для жизни могли быть собраны в одном геологическом урегулировании”.
Ученые долго рекламировали свои собственные любимые сценарии для который набор биомолекул, сформированных сначала. “Сторонники” Мира РНК, например, предположите, что РНК, возможно, была инициатором; мало того, что это в состоянии нести генетическую информацию, но и это может также служить подобным протеину химическим катализатором, ускоряя определенные реакции. Первые сторонники метаболизма, между тем, утверждали, что простые металлические катализаторы, в противоположность наступающим основанным на протеине ферментам, возможно, создали суп органических стандартных блоков, которые, возможно, дали начало другим биомолекулам.Гипотеза Мира РНК получила большое повышение в 2009.
Химики во главе с Джоном Сазерлендом в Кембриджском университете в Соединенном Королевстве сообщили, что обнаружили, что относительно простой предшественник составляет названный ацетилен, и формальдегид мог подвергнуться последовательности реакций произвести два из четырех стандартных блоков нуклеотида РНК, показав вероятный маршрут тому, как РНК, возможно, сформировалась самостоятельно — без потребности в ферментах — в исконном супе. Критики, тем не менее, указали, что ацетилен и формальдегид являются все еще несколько сложными молекулами самими.
Это уклонилось от предмета спора того, куда они произошли из.Для их текущего исследования Сазерленд и его коллеги усаживают за работу назад от тех химикатов, чтобы видеть, могли ли бы они найти маршрут к РНК от еще более простых исходных материалов. Они преуспели. В текущей проблеме Химии Природы бригада Сазерленда сообщает, что это создало предшественников нуклеиновой кислоты начиная только с цианида водорода (HCN), сероводорода (H2S) и ультрафиолетовый (ультрафиолетовый) свет.
То, что больше, Сазерленд говорит, условия, производящие предшественников нуклеиновой кислоты также, создают исходные материалы, должно было сделать натуральные аминокислоты и липиды. Это предполагает, что единственный набор реакций, возможно, дал начало большинству стандартных блоков жизни одновременно.Бригада Сазерленда утверждает, что ранняя Земля была благоприятным урегулированием для тех реакций. HCN изобилует кометами, постоянно лившимися дождем в течение почти первых нескольких сотен миллионов лет истории Земли.
Влияние также произвело бы достаточно энергии синтезировать HCN от водорода, углерода и азота. Аналогично, Сазерленд говорит, H2S, как думали, был распространен на ранней Земле, как была ультрафиолетовая радиация, которая могла стимулировать реакции и содержащие металл полезные ископаемые, которые, возможно, катализировали их.Однако Сазерленд предостерегает, что реакции, которые сделали бы каждый из наборов стандартных блоков, достаточно отличаются от друг друга — требования различных металлических катализаторов, например — что они, вероятно, все не произошли бы в том же месте.
Скорее он говорит, небольшие разновидности в химии и энергии, возможно, одобрили создание одного набора стандартных блоков по другому, таких как аминокислоты или липиды, в различных местах. “Дождевая вода тогда вымыла бы эти составы в общий пул”, говорит Дэйв Димер, исследователь происхождения жизни в Калифорнийском университете, Санта-Круз, кто не был связан с исследованием.Жизнь, возможно, разожгла в том общем пуле?
Та деталь почти наверняка навсегда потеряна истории. Но идея и “вероятная химия” позади него стоят осторожной мысли, говорит Димер.
Сзостэк соглашается. “Этот общий сценарий поднимает много вопросов”, говорит он, “и я уверен, что он будет обсужден в течение некоторого времени”.