Czy RNA jest źródłem życia na Ziemi? Nowe badania.

Zespół chemików z Uniwersytetu Ludwika Maksymiliana w Monachium przeprowadził ostatnio badania, które udowadniają, że Puryny Adenina i Guanina (cząsteczki budujące RNA i DNA) mogą być z rozsądną wydajnością, w dość prosty sposób zsyntetyzowane, może to stanowić element potwierdzenia hipotezy, że źródłem życia na Ziemi jest RNA.

RNA - wizualizacja. Duże w nowym oknie >>

W swoim artykule opublikowanym w czasopiśmie Science, zespół opisuje proces badań, które naukowcy podjęli w poszukiwaniu dowodów na to, że RNA jako pierwsza samoreprodukująca się cząstka, może być praźródłem całego życia na naszej planecie. Oto co odkryli.

Od kilku lat naukowcy opowiadają się za hipotezą, że życie na Ziemi zaczęło się w wyniku serii zdarzeń, które doprowadziły do powstania cząsteczek RNA. RNA wydaje się mocnym kandydatem, ponieważ jest w stanie zarówno przechowywać informacje i działać jako katalizator. Aby wzmocnić tą teorię, naukowcy starali się pokazać, w jakich warunkach RNA mogło powstać w oparciu o warunki, które istniały na początku Ziemi.

W początkowej fazie badań, naukowcy dowiedli, że we wczesnych dziejach Ziemi stosunkowo łatwo mogło dość do syntezy dwóch z podstawowych czterech bloków budujących RNA, Uracylu i Cytozyny. Udowodnienie, że wystąpiły wtedy warunki, synteza pozostałych dwóch podstawowych bloków tj. Adeniny i Guaniny, nastręczało jednak problemów. Nowe badanie przedstawia scenariusz w którym te dwie wspomniane "cegiełki" RNA mogły się pojawić, w okresie kiedy życie na naszej planecie, wedle obecnego stanu wiedzy, miało swój początek.

Różnica między RNA a DNA. Duże w nowym oknie >>

Zespół rozpoczął prace od rozszerzenie wcześniejszych badań, które wykazały, że cząsteczki o nazwie Formamidopyrimidyna reagują pod pewnymi warunkami tworząc Puryny. Odkryto, że dodanie kwasu do Amin (które mogły się pojawić bardzo łatwo z obfitego węgla, azotu i wodoru) pozwala na wystąpienie reakcji, które doprowadziły do powstania Puryn, które z kolei mogą łatwo zostać związane kwasem mrówkowym, którego jak wykazały inne badania jest pod dostatkiem w kometach.

Oznacza to, że mogło dojść do kontaktu Puryn z kwasem mrówkowym, jeśli kometa uderzyła w odpowiednim miejscu. Kiedy to się stało, wystąpiły reakcje chemiczne, które doprowadziły do powstania cukrów, co mogło z kolei doprowadzić do powstania dużej ilość Puryn, w tym Adeniny i Guaniny, tym samym wszystkie niezbędne składniki do utworzenia RNA znalazły się w jednym miejscu, tworząc sprzyjające okoliczności dla rozwoju żywych organizmów.

Orginalny Artykuł: DOI: 10.1126/science.aad2808

S. Becker et al. A high-yielding, strictly regioselective prebiotic purine nucleoside
formation pathway, Science (2016).

Streszczenie z oryginalnego artykułu:
Uważa się, że życie zaczęło się od cząsteczek probiotycznych reagujących według nie rozpoznanej jeszcze formuły. Reakcje te doprowadziły do powstania kluczowych cząsteczek takich jak nukleozydy. Do tej pory został zaprezentowana tylko jedna droga przejścia od pojedynczego probiotyku do nukleozydów purynowych. Uznaje się ją jednak za nieskuteczną z powodu braku regioselektywniości i niskiej wydajności. W naszych badaniach udowadniamy, że kondensacja formamidopyrimidiny (FaPys) z cukrami prowadzi do powstania naturalnych N-9 nukleozydów z najwyższą selektywnością i z dobrą wydajnością (60%). Cząsteczki FaPys mogą powstać z kwasu mrówkowego i aminopirymidyny, które z kolei mogą doprowadzić do powstania prebiotycznych cząsteczek, które również zostały wykryte podczas misji Rosetta (misja badania komety). Ta droga formowania nukleozydów może być połączona z reakcją tworzącą cukry i może doprowadzić do tworzenia pentosides, zapewniając wiarygodny scenariusz powstania nukleozydów purynowych w warunkach probiotycznych.

Żródło: phys.org