Hemičari sa Univerziteta u Londonu (UCL) pokazali su kako su se dva osnovna gradivna elementa biologije RNK (ribonukleinska kiselina) i aminokiseline mogli spontano povezati pri nastanku života prije četiri milijarde godina.
Aminokiseline su gradivni blokovi proteina, ključni za gotovo svaki živi proces. Proteini sami ne mogu nastati bez uputa koje pruža RNK, hemijski srodnik DNK.
U novoj studiji, objavljenoj u časopisu Nature, istraživači su hemijski povezali aminokiseline s RNK u uvjetima koji su mogli postojati na ranoj Zemlji, što je postignuće koje je naučnicima izmiče od ranih 1970-ih.
Profesor Matthew Powner, viši autor studije, rekao je:
„Život ovisi o sposobnosti sinteze proteina, oni su ključne funkcionalne molekule života. Današnji život koristi složenu molekularnu mašinu, ribosom, koji čita RNK i povezuje aminokiseline u proteine. Postigli smo prvi dio tog procesa koristeći vrlo jednostavnu hemiju u vodi, pri neutralnom pH, kako bismo povezali aminokiseline s RNK. Hemija je spontana, selektivna i mogla se dogoditi na ranoj Zemlji.“
Prethodni pokušaji vezanja aminokiselina s RNK koristili su vrlo reaktivne molekule koje bi se raspadale u vodi ili reagirale međusobno, umjesto s RNK. Novi pristup koristio je tioestere, visokoenergetske hemijske spojeve koji su vjerojatno igrali ulogu u nastanku života, uz aktivaciju aminokiselina preko spoja pantetein, kojeg tim već ranije povezuje s uvjetima rane Zemlje.
Sljedeći korak istraživača bit će utvrditi kako RNK može preferencijalno vezati specifične aminokiseline, čime bi se postavile osnove za genetski kod i sintezu proteina.
Profesor Powner dodaje:
„Mnogo je problema koje treba prevladati da bi se u potpunosti razjasnilo porijeklo života, ali najizazovniji i najuzbudljiviji ostaje nastanak sinteze proteina.“
Dr. Jyoti Singh, voditeljica istraživanja, pojašnjava:
„Zamislite dan kada bi hemičari mogli uzeti male molekule, atome ugljika, dušika, vodika, kisika i sumpora, i od njih oblikovati molekule sposobne za samoreplikaciju. Ovo otkriće nas približava tom cilju, pokazujući kako su aktivirane aminokiseline i RNK mogli izgraditi kratke lance aminokiselina, peptide, koji su temeljni za život.“
Reakcije koje su demonstrirali istraživači mogle su se odvijati u malim bazenima ili jezerima vode na ranoj Zemlji, dok okeani vjerovatno nisu imali dovoljno koncentracije hemikalija. Za praćenje reakcija korištene su napredne tehnike, uključujući magnetsku rezonanciju i masenu spektrometriju, koje pokazuju strukturu i veličinu molekula.