Nejnovější

ADHD a ADD: Příznaky, průběh a účinná léčba

Před nejméně 3,7 miliardami let několik jednoduchých molekul spolupracovalo na vytvoření něčeho nového. Pak následovalo pár dalších. A nějak tyto kombinace nakonec vytvořily první velmi základní živé organismy, které se vyvinuly a rozvětvily se tak, aby se staly veškerým životem na Zemi.

Kdy a jak k tomu došlo, je stále tajemstvím

Neznáme totiž pořadí, v jakém se to stalo. A ani nevíme, kdy a kde se to stalo. Nový výzkum však ukazuje nové možnosti.

Pomocí speciálně vyvinutého softwarového nástroje vědci v Polsku a Jižní Koreji vystopovali potenciální cesty syntézy od jednoduchých prekurzorových molekul (prebiotik) přítomných na rané Zemi až po složité biomolekuly, které vedly k překypujícímu životu planety.

"Přestože byly stovky organických reakcí validovány za konsensuálních prebiotických podmínek, stále máme jen částečné pochopení toho, jak se tyto jednotlivé kroky spojily do úplných syntetických cest k vytvoření stavebních kamenů života,“ uvedli vědci ve své studii. "Využili jsme sílu počítačové organické syntézy k mapování sítě molekul, které lze syntetizovat ze základních prebiotických surovin.“

Do programu bylo jako výchozí bod přiváděno šest základních známých prebiotických molekul, které existovaly před životem na Zemi, tedy voda, dusík, kyanid, amoniak, metan a síra.

Řetězové reakce jako stavební kameny života

Vědci zjistili, že tyto řetězové reakce produkují stavební kameny života, jako jsou nukleové kyseliny, lipidy a proteiny včetně enzymů. Studie probíhala po několik desetiletí a byly identifikovány některé prebiotické molekuly, které se mohou tvořit neuvěřitelně rychle. Například glycin, který naše těla používají jako neurotransmiter, se dokáže tvořit po jedné jediné reakci.

Močovina, adenin (složka DNA), kyselina butendiová a kyselina šťavelová se mohou tvořit již po dvou reakcích a glyceraldehyd, isoguanin, kyselina asparagová, hypoxanthin, cytosin, fenylalanin, kyselina jantarová, kyselina jablečná, kyselina glyoxylová a aldotetrosa se mohou tvořit po třech.

Do dvou hodin software vyprodukoval 82 biotických molekul a 36 603 abiotických molekul, uvedli vědci. Kromě známých cest software identifikoval několik dříve neznámých způsobů syntézy prebiotických molekul. A výsledek? Ze stromu života, který software vygeneroval, tým identifikoval tři druhy chemického vývoje, které jsou pro život zásadní.

Za prvé, molekuly vytvořené v řetězové reakci mohou umožnit nové druhy chemických reakcí, což výrazně rozšíří počet potenciálních produktů z generace molekul. Za druhé, během několika generací se objeví jednoduché chemické systémy, a to včetně samoregeneračních cyklů.

A nakonec byly identifikovány cesty k povrchově aktivním látkám. Tyto molekuly, které se spontánně navzájem spojují a vytvářejí uzavřené bubliny, tvoří buněčné stěny. Bez nich bychom neměli biologickou kompartmentalizaci, jak ji známe, což má zásadní význam pro organizaci biomolekulárních systémů.

Skutečné chemické cesty, které odstartovaly život před miliardami let, nám pravděpodobně nikdy nebudou známy. Ale nová studie ukazuje, že to možná nebylo tak těžké, jak bychom si mohli myslet.

A mohl by se ukázat jako nesmírně užitečný nástroj pro zkoumání podmínek, které by mohly vést k životu nejen na Zemi, ale možná i jinde. Dále čtěte: Vědci dokázali, že existují dva způsoby, jak měřit den na Zemi a my používáme ten delší.