Amerikanska kemister har visat att diamidofosfat, som var tillgängligt på den unga jorden, kunde delta i reaktioner som ledde till bildandet av nukleotider och membran i framtida celler.
DNA- och RNA-kedjor består av nukleosider bundna till fosfatenheter. Det behövs också för bildandet av ett dubbelt skikt av fosfolipider - basen för cellmembran, och för reaktionerna av peptidbildning från enskilda aminosyror. Men om utseendet på de flesta föreningar som viker biologiska makromolekyler redan har fastställts, med fosforylering - reaktioner som kan leda till tillsats av fosfater - är situationen fortfarande svår.
Ett antal scenarier har föreslagits som skulle kunna realiseras under förhållandena på den tidiga jorden, men hittills skiljer de sig inte i tydlighet och enkelhet. Så det antas att olika typer av fosfater kan reagera med olika molekyler, och varje gång - i sina egna, speciella förhållanden. Allt detta är för svårt att genomföra, särskilt inom ramen för en enda miljö, där det tydligen fanns reaktioner som ledde till livets uppkomst.
En ny - och mycket enklare - version lades fram av ett team av kemister vid Scripps Research Institute (TSRI), under ledning av Ramanarayanan Krishnamurthy. I en artikel publicerad i tidskriften Nature Chemistry framförde de diamidophosphate (DAP) som ett universellt fosforyleringsmedel i prebiologisk kemisk utveckling. På laboratoriet har forskare visat att i vattenlösning kan DAP interagera med alla RNA-föregångare nukleosider under ett brett temperaturområde och andra förhållanden.
I närvaro av en imidazolkatalysator (som tydligen var ganska utbredd på den tidiga jorden) reagerar DAP med både glycerol och fettsyror - basen för cellmembranfosfolipider, som omedelbart bildar ihåliga vesiklar i vatten. Och redan vid rumstemperatur reagerar DAP med aminosyror - asparagin, glutamin, glycin - som deltar i bildandet av korta peptidkedjor från dem.
Fosforylering av tre typer av organiska föreningar - nukleosider, aminosyror och fettsyror - med användning av DAP ger färdiga oligonukleotider, peptider och membranblåsor / vesiklar / Krishnamurthy Lab, TSRI
Tidigare har Krishnamurti och hans kollegor visat DAP: s förmåga att fosforylera enkla sockerarter genom att delta i syntesen av många andra molekyler som är viktiga för livet. Med tanke på att alla dessa reaktioner ägde rum i laboratoriet under de vanligaste förhållandena, kunde de väl ha gått på den unga jorden. Dessutom är fosforyleringsmekanismen som realiseras i interaktioner med DAP den som används idag av effektivare proteinkinaser, som kan tjäna som ett annat indirekt argument till förmån för den stora roll som detta fosfat spelar i livets ursprung.
Sergey Vasiliev
Kampanjvideo:
