În dansul molecular care a dat naștere vieții pe Pământ, ARN-ul pare să aibă un rol principal.
Dar originea moleculei, ce poate stoca informație genetică aşa precum o face ADN-ul şi poate spori reacțiile chimice aşa ca proteinele, rămâne un mister.
Acum, o echipă de cercetători au arătat pentru prima dată un set de materii prime simple, care cel mai probabil erau prezente pe Pământul timpuriu şi puteau produce toate cele patru blocuri chimice ale ARN-ului.
Vedeţi şi: Cristalele de 4 miliarde de ani vechime oferă indicii despre originea vieții
Aceste blocuri de bază — citozina, uracilul, adenina şi guanina — au fost anterior recreate în laborator din alte materii prime.
În 2009, chimiștii conduși de John Sutherland, de la Universitatea Cambridge din Regatul Unit, au elaborat un set de cinci compuși potențial prezenți pe Pământul timpuriu, ce puteau da naştere citozinei şi uracilei (en), denumite colectiv piramidine.
Apoi, doi ani mai târziu, cercetătorii conduşi de Thomas Carell, un chimist de la Universitatea Ludwig Maximilian din Munchen, Germania, a anunțat că echipa sa dispune de o posibilitate la fel de ușoară pentru a forma adenină şi guanină (en), blocurile de construcție cunoscute ca purine.
Vedeţi şi: Blocuri de construcţie a vieţii au fost găsite pe Marte
Dar, cele două seturi de reacții chimice erau diferite.
Nimeni nu avea idee despre condițiile necesare pentru formarea ambelor perechi de blocuri de construcție în același loc şi în acelaşi timp.
Acum, Carell spune că el ar putea avea răspunsul.
Marţi, la seminarul Origins of Life, el a declarat că împreună cu colegii săi, a ajuns la un set simplu de reacții care ar fi putut genera toate cele patru baze ARN.
Istoria lui Carell începe cu şase blocuri de construcție moleculare — oxigen, azot, metan, amoniac, apă şi cianură de hidrogen, care potenţial toate erau prezente pe Pământul timpuriu.
Alte grupuri de cercetare, au arătat că aceste molecule pot reacționa pentru a forma compuși ceva mai complecși decât cei utilizați de Carell.
Pentru a produce piramidinele, Carell a început cu compușii numiți cianoacetilenă şi hidroxilamină, care reacționează pentru a forma compuși numiți amino-izoxazoli.
Aceştia, la rândul lor, reacționează cu o altă moleculă simplă numită uree, pentru a forma compuși care apoi vor reacționa cu zahărul numit riboză, pentru a crea un ultim set de componenți intermediari.
Vedeţi şi: Vedeţi cum o supernovă masivă a emis blocurile necesare pentru apariția vieții
În cele din urmă, în prezenţa compuşilor cu conţinut de sulf, numiți tioli, şi cantităților mici de de săruri de fier sau nichel, aceşti intermediari se transformă în pirimidine citozine sau uracile.
Ca un bonus, această ultimă reacție este declanșată atunci când metalele din săruri deţin o sarcină suplimentară pozitivă, ce este exact ceea ce se întâmplă la etapa finală într-o cascadă moleculară similară, care produce surinele, adenina şi guanina.
Mai mult ca atât, pasul care duce la toate cele patru nucleotide se face într-un singur recipient, spune Carell, oferind pentru prima o explicație plauzibilă a modului în care toate blocurile de construcţie ale ARN-ului ar fi putut să apară unul după altul.
„Pare destul de convingător pentru mine”, spune Steven Benner, un chimist la Fundaţia pentru Evoluţia Moleculară Aplicată din Alachua, Florida.
Procesul oferă un mod simplu de a produce toate acele baze în condiţii compatibile cu cele prezente pe Pământul timpuriu, spune el.
Procesul nu rezolvă toate misterele ARN-ului.
De exemplu, un alt pas chimic necesită în continuare „activarea” fiecăruia dintre cele patru blocuri ale ARN-ului, pentru a le lega în lanţurile lungi ce formează materialul genetic şi realizează reacţiile chimice.
Totuşi, crearea ARN-ului în condiții precum ar fi cele prezente pe Pământul timpuriu, par a fi acum realizabile.
Sursă: Sciencemag
Lasă un răspuns