Процесс образования первых живых клеток стал понятнее

Жизнь на Земле зародились в тот самый момент, когда сложные органические молекулы научились собираться в клетки. Но сделать это было совсем не просто. Настолько, что значительная часть народонаселения планеты до сих пор  не мыслит этот процесс без божественного вмешательства. В начале августа в журнале «Proceedings of the National Academy of Sciences» исследователи из Вашингтонского университета поделились своим видением того, как могло произойти образование первых живых клеток.

Принято считать, что количество ингредиентов, принявших участие в возникновении жизни, было ограниченным — жирные кислоты, аминокислоты, соли и магний. И из этого скудного набора каким-то образом развились клетки. Главная проблема в том, что все клетки заключены в мембраны, состоящие из жирных кислот. Но последние не очень стабильны в присутствии заряженных частиц — ионов натрия, хлора и магния, которые также были неотделимой составляющей того первичного супа. Более того, ионы магния были необходимы для функционирования нуклеиновых кислот, например, РНК. Так каким же образом могли образоваться клеточные мембраны?

Общая структура α-аминокислот, составляющих белки (кроме пролина). Составные части молекулы аминокислоты — аминогруппа NH2, карбоксильная группа COOH, радикал (различается у всех α-аминокислот), α-атом углерода (в центре)
Общая структура α-аминокислот, составляющих белки (кроме пролина). Составные части молекулы аминокислоты — аминогруппа NH2, карбоксильная группа COOH, радикал (различается у всех α-аминокислот), α-атом углерода (в центре). Автор: GYassineMrabetTalk✉Это векторное изображение было создано с помощью Inkscape.

По всей видимости, в океанах той эпохи было что-то такое, что делало жирные кислоты достаточно стабильными в качестве мембран. Выдвинув это предположение, учёные обратили внимание на другой класс веществ, имевшийся в первичном супе — аминокислоты. Это те кирпичики, из которых состоят белки. По мнению исследователей, в то время существовало десять их видов. Научный коллектив проанализировал взаимодействие каждого из них с жирной кислотой, которая, как считается, существовала в океанах до образования первых клеток.

Выяснилось, что все аминокислоты ведут себя по-разному. Водоотталкивающие, вроде лейцина, легко связываются с жирными кислотами, в то время как любящие воду, например, серин и глицин, защищают мембраны от вредного воздействия ионов магния. Это подтвердило предыдущие исследования той же самой группы, в ходе которых было установлено, что основания РНК связываются с мембранами жирных кислот и стабилизируют их. Как следствие учёные предложили новую модель формирования первых клеток. Аминокислоты и РНК связывались с жирными кислотами и стабилизировали их. Это помогло образоваться мембранам и привело к увеличению концентрации аминокислот и РНК, что ещё больше ускорило процесс связывания этих веществ.

Данные изыскания неплохо объясняют, как клеточные мембраны могли сформироваться в такой негостеприимной среде. Но они также, по всей видимости, отвечают и на вопрос о том, почему жирные кислоты, белки и РНК предпочитали держаться вместе и активно контактировать друг с другом. Получается, что стабильные мембраны протоклеток не могли существовать без аминокислот и оснований РНК. То есть ингредиенты биологической жизни нуждались друг в друге. Теперь исследователи собираются выяснить, как все эти кирпичики объединились в полностью функциональные клетки. Остаётся пожелать им успехов в этом сложном, интересном и крайне благородном деле.

Text.ru - 100.00%

Поделиться ссылкой:

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector