Химики обнаружили полиэфирные «клетки», которые должны закрыть пробелы в происхождении жизни
Недостающее звено эволюции часто рассматривается как шаг между обезьянами и людьми, но самый большой разрыв лежит между неживой материей и первыми живыми клетками. Новое исследование обнаружило механизм, который мог помочь переходу капель в ранние клетки. Источником жизни, в таком случае, были пруды, лужи и водоемы, которые со временем высыхали и пополнялись снова.

Клетки – базовая единица жизни на Земле. От сердца к коже и к бактериальным клеткам, они все выполняют разные функции, но обладают одинаковой базовой структурой, а именно – мембраной, которая защищает внутренние компоненты от внешней среды, в то же время позволяя важным молекулам проникать в клетку и покидать её. Но как появились эти относительно сложные структуры, пока неизвестно.

Основная гипотеза на данный момент начинается с богатой минералами смеси, обычно называемой первичным супом. Это вещество состояло из смеси химических веществ, которые взаимодействовали друг с другом довольно случайно, создавая молекулы, такие как РНК и аминокислоты. Затем, с помощью высокоэнергетического спускового механизма, такого как вулканическая активность или удары молнии, они могли бы в конечном итоге начать выстраивать основные блоки жизни.

Для нового исследования команда исследовала альтернативную идею – вместо использования биологических молекул, которые мы ассоциируем сейчас с жизнью, ранняя жизнь могла начаться с использования другой, очень простой химии и постепенно развиваться в клеточные структуры.

Предыдущая работа команды была сосредоточена на простых органических соединениях, называемых альфа-оксикислотами. Было обнаружено, что когда они высыхают при теплых температурах, они спонтанно выстраиваются в длинные цепочки сложных полиэфиров.

Для нового исследования исследователи проанализировали эти реакции под микроскопом. Они обнаружили, что эти полиэфирные микрокапельки образуют гелевые фазы, и когда они снова становятся влажными, они образуют простые структуры, напоминающие клетки. Важность этого наблюдения заключается в том, что эти структуры могут затем разделяться на биомолекулы, такие как нуклеиновые кислоты и белки, что означает, что они могут быть первыми шагами к жизни.

Команда обнаружила, что эти структуры могут очень долго существовать при оптимальных условиях. Важно отметить, что они также могут объединяться, что современные клетки не могут сделать. Это означает, что они могли собирать и обмениваться друг с другом молекулами, чтобы формировать самые ранние генетические и метаболические системы.

Дальнейшие тесты показали, насколько универсальными были микрокапельки в качестве резервных клеток. Подвергая их воздействию красителей, ученые обнаружили, что капли хорошо поглощают молекулы снаружи. Было обнаружено, что такие элементы, как РНК и белки, которые являются ключом к жизни, все еще работают как катализаторы внутри структур. И было обнаружено, что липидные слои, которые составляют мембраны клеток, образуются на поверхности капелек.

Исследователи не могут быть уверены, что эти специфические структуры являются прямыми предками живых клеток, но показать саму возможность механизма – это показать, что некогда подобная комбинация породила протоклетки.

Это позволяет нам представить небиологические системы на ранней Земле, которые могли бы повлиять на происхождение жизни. Это говорит о том, что может быть много других небиологических систем, которые должны стать объектами будущих исследований такого типа.
Тони Цзя, ведущий автор исследования.


Автор: Майкл Ирвинг

Категория: Новости науки и техники | Добавил: ingvarr (25.07.2019) | Последнее редактирование: 26.07.2019
Просмотров: 27 | Рейтинг: 5.0/1
Всего комментариев: 0
Обсуждение материала:
Комментариев: 0
avatar