Американские ученые-химики из Научно-исследовательского института Скриппса сделали открытие, которое объясняет, почему на Земле спонтанно зародилась жизнь, — это простая молекула, активность которой в первичном бульоне стала своеобразным "движком" для развития всего живого. Об этом говорится в статье исследователей в журнале Nature Chemistry.
Согласно выводам ученых, главным условием возникновения первых живых клеток был процесс фосфорилирования. При нем происходит включение остатка ортофосфорной кислоты в различные небольшие органические молекулы, вследствие чего изменяются химические свойства последних. Так, нуклеозиды превращаются в нуклеотиды, из которых состоит ДНК и РНК. Фосфорилированные аминокислоты объединяются в пептиды — короткие белковые цепочки.
В живых организмах фосфорилирование обеспечивается ферментами киназами, однако это сложные белковые молекулы, чье появление также было бы невозможным без существования первичного переносчика ортофосфорного остатка. Исследователи считают, что простым фосфорилирующим агентом является диамидофосфат (ДАФ). Он способен модифицировать все четыре нуклеозида РНК в присутствии воды и при широком диапазоне температур.
Показано, что при добавлении простого органического вещества имидазола, который также, вероятно, присутствовал в первичном бульоне, активность диамидофосфата приводила к появлению коротких РНК-подобных цепей из фосфорилированных нуклеозидов. Кроме того, ДАФ и имидазол способствовали возникновению фосфолипидных капель, которые, как считается, были предшественниками клеточных мембран.
Термин "первичный бульон" ввел советский биолог Александр Опарин. Согласно его теории, он возник в мелких водоемах Земли четыре миллиарда лет назад, еще до появления атмосферы, в результате постепенной химической эволюции молекул под воздействием электрических разрядов, высокой температуры и космического излучения. Первичный бульон состоял из соединений, содержащих углерод, — аминокислот, полипептидов, азотистых оснований и нуклеотидов.