Amerikaanse chemici hebben aangetoond dat diamidofosfaat, dat beschikbaar was op de jonge aarde, kon deelnemen aan reacties die leidden tot de vorming van nucleotiden en membranen van toekomstige cellen.
DNA- en RNA-ketens zijn opgebouwd uit nucleosiden die aan fosfaateenheden zijn bevestigd. Het is ook nodig voor de vorming van een dubbele laag fosfolipiden - de basis van celmembranen, en voor de reacties van peptidevorming uit individuele aminozuren. Als echter al het voorkomen van de meeste verbindingen die biologische macromoleculen vouwen, met fosforylering - reacties die kunnen leiden tot de toevoeging van fosfaten - is vastgesteld, is de situatie nog steeds moeilijk.
Er is een aantal scenario's voorgesteld die gerealiseerd zouden kunnen worden in de omstandigheden van de vroege aarde, maar tot dusver verschillen ze niet in duidelijkheid en eenvoud. Er wordt dus aangenomen dat verschillende soorten fosfaten kunnen reageren met verschillende moleculen, en elke keer - in hun eigen, speciale omstandigheden. Dit alles is te moeilijk om te implementeren, zeker in het kader van één omgeving, waarin blijkbaar reacties waren die leidden tot het ontstaan van leven.
Een nieuwe - en veel eenvoudigere - versie werd naar voren gebracht door een team van chemici van het Scripps Research Institute (TSRI), geleid door Ramanarayanan Krishnamurthy. In een artikel gepubliceerd in het tijdschrift Nature Chemistry, noemden ze diamidofosfaat (DAP) als een universeel fosforyleringsmiddel in prebiologische chemische evolutie. In het laboratorium hebben wetenschappers aangetoond dat DAP in waterige oplossing in staat is om te interageren met alle RNA-precursornucleosiden onder een breed temperatuurbereik en andere omstandigheden.
In aanwezigheid van een imidazoolkatalysator (die blijkbaar vrij wijdverspreid was op de vroege aarde), reageert DAP met zowel glycerol als vetzuren - de basis van celmembraanfosfolipiden, die onmiddellijk holle blaasjes vormen in water. En al bij kamertemperatuur reageert DAP met aminozuren - asparagine, glutamine, glycine - die deelnemen aan de vorming van korte peptideketens daarvan.
Fosforylering van drie soorten organische verbindingen - nucleosiden, aminozuren en vetzuren - met behulp van DAP geeft kant-en-klare oligonucleotiden, peptiden en membraanblaasjes / blaasjes / Krishnamurthy Lab, TSRI
Eerder hebben Krishnamurti en zijn collega's het vermogen van DAP aangetoond om eenvoudige suikers te fosforyleren door deel te nemen aan de synthese van vele andere moleculen die belangrijk zijn voor het leven. Gezien het feit dat al deze reacties onder de meest gewone omstandigheden in het laboratorium plaatsvonden, hadden ze heel goed op de jonge aarde kunnen doorgaan. Bovendien is het fosforyleringsmechanisme dat wordt gerealiseerd in interacties met DAP hetzelfde als dat vandaag wordt gebruikt door efficiëntere proteïnekinasen, wat kan dienen als een ander indirect argument ten gunste van de grote rol die dit fosfaat speelt bij het ontstaan van leven.
Sergey Vasiliev
Promotie video:
