01:13 29. října 2020
Svět
Získat krátkou URL
5142
Sledujte nás na

Polští vědci sestavili počítačový program, který ukazuje všechny varianty chemických reakcí mezi zadanými látkami. Autoři do něj uložili šest nejjednodušších molekul a už ve třetí etapě interakce získali první aminokyseliny a další složité biochemické sloučeniny, které tvoří základ života. Popis experimentu byl zveřejněn v časopise Science.

Hlavní otázka prebiotické chemie spočívala vždy v tom, abychom pochopili, jaké chemické reakce vedly ke vzniku života na Zemi. Nehledě na to, že věda v posledních letech značně pokročila v oblasti organické syntézy, pro pochopení celé, jak říkají chemici, prebiotecké panoramy je třeba vzít v úvahu obrovské množství opakujících se chemických reakcí s postupným vznikem stále složitějších produktů.

Teď se to stalo možným díky novému programu Allchemy schopné zobrazovat prebiotickou syntézu složitých biochemických sloučenin z jednoduchých předchůdců.

Jako příklad uvedli autoři šest látek substrátů, které zaručeně existovaly na rané Zemi – vodu H2O, dusík N2, sirovodík H2S, metan CH4, čpavek NH3 a kyanid HCN.

K výpočtu reakcí vědci použili ověřené chemické mechanismy realizovatelné v podmínkách, které byly na Zemi v době, kdy se na ní objevil život.

Výpočty byly provedeny nejspíše pro šest substrátů, které na sebe vzájemně působily, a pak postupně pro každou generaci jejich produktů. Umožnilo to sestrojit úplnou síť možných prebiotických chemických reakcí.

Modelování ukázalo, že v první etapě syntézy vzniklo ze šesti výchozích sloučenin deset nových, všechny ale byly abiotické, tedy neměly žádný vztah k živým soustavám. Již v druhé etapě však vznikla první nejjednodušší aminokyselina – glycin.

V páté etapě počet syntetizovaných molekul dosáhl deseti tisíců. Větší část těchto nových látek tvoří abiotické, jsou mezi nimi ale i složité biotické molekule, které jsou více hydrofilní, termodynamicky stabilnější a vyváženější z hlediska donorových a akceptorových vodíkových vazeb, a syntetizují se tedy v užším rozsahu podmínek.

Autoři podotýkají, že program nejen generoval všechny známé biotické sloučeniny získávané při syntéze zadaných předchůdců, ale i ukázal dosud neznámé směry prebiotické syntézy mnoha organických sloučenin – acetaldehydu, diglycinu, kyseliny jablečné, fumarové, citrónové a močové. Všechny tyto směry potvrdili vědci experimentálně.

Algoritmus chemikům umožnil zjistit dokonce dosud neznámý celý systém reakcí – samogenerující se cyklus kyseliny iminodioctové a také určil tři hlavní cesty prebiotické syntézy: vznikem sloučenin, které v další etapě hrají roli katalyzátorů; funkční chemické soustavy a cykly autoredukce; a vznik povrchově aktivních primitivních biomolekulí.

Program Allchemy je přístupný na internetu.

Více:

Vědci zjistili nebezpečí nedostatku vitamínu E
Vědci vyvinuli laserový mlhový „zrak“ pro auta
Vědci zjistili příčinu vzniku migrény
Vědci zjistili, proč děti spí déle než dospělí
Štítky:
vědci, život, molekuly, molekula, reakce
Pravidla společenstvíDiskuse
Komentovat pomocí SputnikuKomentovat pomocí Facebooku
  • Komentář