Астрономы знают о наличии органических веществ в космосе. Но насколько сложными и приближенными к биологическим молекулам могут быть внеземные органические соединения? Авторы статьи в журнале Science Advances доказали, что пептиды — полимеры аминокислот, подобные белкам — можно получить в условиях холодных скоплений пыли в межзвездном пространстве.
Одна из самых увлекательных и в то же время сложных проблем современного естествознания — это абиогенез, зарождение жизни на основе исходно неживых компонентов. За прошедшее столетие ученые предложили целый ряд гипотез, которые отчасти объясняют… абиогенезВсе содержат изъяны и представляют собой не более чем чисто гипотетические суждения.
Начальный, по сути наиболее легкий этап в стремлении к возникновению жизни – формирование молекул, составляющих основу живых клеток: ДНК, РНК и белков. ЭкспериментыС. Миллер и Г. Юри в 1953 году продемонстрировали возможность самоорганизации аминокислот, которые являются строительными блоками белков. Понимание того времени не позволяло учесть условия древней Земли. Кроме того, эксперимент не объясняет формирование более крупных полимеров из аминокислот — белков и пептидов.
Авторы новой статьи в Science AdvancesВыдвинули гипотезу о возможности самопроизвольного возникновения пептидов — коротких цепочек аминокислот — в глубоком космосе, в частности, в межзвездном пространстве. Обсуждается вероятность образования таких пептидов в пропускающих свет скоплениях пыли с космическим морозом (около минус 260 градусов Цельсия), где существуют стабильные молекулы, включая лед. Из подобного материала формируются кометы и астероиды, причём первые содержат вещества, менее подвергшиеся изменениям и близкие к исходному состоянию.
Кометы и другие небесные тела часто встречают на своем пути планету Землю и другие объекты. СолнечнойСистемы сталкивались с трудностями. Такие противоречия были особенно распространены во времена поздней интенсивной бомбардировки 4,1—3,8 миллиарда лет назад. Возможно, именно тогда падающие метеориты обогатили Землю разнообразной органикой, включая соединения, которые не могли образоваться на самой планете. Согласно современным представлениям, вскоре после этого на Земле появились первые живые клетки.
Авторы обратили особое внимание на пептиды и белки, поскольку без них сложно представить основные функции клетки: ускорение химических реакций и копирование её структур. Современные живые организмы синтезируют эти молекулы внутри своих клеток в специальных органеллах — рибосомах, которые используют РНК в качестве матрицы. Но изначально такого быть не могло на Земле.
Парадокс разрешается предположением о том, что первые пептиды с каталитическими свойствами появились из… космосаЧтобы получить готовый результат, ученые воссоздали условия, схожие с облаками газа межзвездного пространства, и провели химические реакции с участием атомарного углерода-13, угарного газа и аммиака. Начальная температура реакции составляла около минус 263 градусов Цельсия, затем ее повысили до 27 градусов. Чтобы не запутать продукты реакции с обычной органикой, использовали меченый углерод с атомной массой 13.
Эксперименты дали множество пептидов из единственной аминокислоты — глицина. молекулБольшинство имели по краям два амино-конца, редкие — карбоксильные и амино-концы.
Использование нескольких аналитических методов помогло точно разобраться в механизме реакции. 2CHCO).
Формирование пептидов замедляется при проведении реакции в присутствии воды (на поверхности льда). Вода также влияет на состав продуктов: пептидные цепи становятся короче и чаще имеют «нормальные» концы — по одному амино- и карбоксильному на каждую.
Авторы выделяют важность аммиака как катализатора при полимеризации аминокетенов. внеземныхПептиды важнее воды для жизни — вода нужна как среда для всех биохимических реакций на Земле.