Americkí chemici ukázali, že diamidofosfát, ktorý je k dispozícii na mladej Zemi, by sa mohol zúčastňovať reakcií, ktoré viedli k tvorbe nukleotidov a membrán budúcich buniek.
Reťazce DNA a RNA sú tvorené nukleozidmi naviazanými na fosfátové jednotky. Je tiež potrebný na vytvorenie dvojitej vrstvy fosfolipidov - základ bunkových membrán a na reakcie tvorby peptidov z jednotlivých aminokyselín. Aj keď už bol dokázaný výskyt väčšiny zlúčenín, ktoré skladajú biologické makromolekuly, fosforylácia - reakcie, ktoré by mohli viesť k pridaniu fosfátov - je situácia stále zložitá.
Bolo navrhnutých niekoľko scenárov, ktoré by sa mohli realizovať v podmienkach ranej Zeme, ale zatiaľ nie sú jasné a jednoduché. Preto sa predpokladá, že rôzne typy fosfátov môžu reagovať s rôznymi molekulami a zakaždým - vo svojich vlastných, špeciálnych podmienkach. Realizácia tohto všetkého je príliš náročná, najmä v rámci jedného prostredia, v ktorom zjavne došlo k reakciám, ktoré viedli k vzniku života.
Nová - a oveľa jednoduchšia - verzia bola navrhnutá tímom chemikov vo Výskumnom ústave Scripps (TSRI), vedenom Ramanarayananom Krishnamurthym. V článku publikovanom v časopise Nature Chemistry uviedli diamidofosfát (DAP) ako univerzálne fosforylačné činidlo v prebiologickej chemickej evolúcii. V laboratóriu vedci ukázali, že vo vodnom roztoku je DAP schopný interagovať so všetkými nukleozidmi RNA prekurzorov v širokom rozmedzí teplôt a iných podmienok.
V prítomnosti imidazolového katalyzátora (ktorý bol na začiatku Zeme dosť rozšírený) reaguje DAP s glycerolom aj mastnými kyselinami - základom fosfolipidov bunkovej membrány, ktoré vo vode okamžite tvoria duté vezikuly. A už pri izbovej teplote DAP reaguje s aminokyselinami - asparagínom, glutamínom, glycínom - podieľajúc sa na ich tvorbe.
Fosforylácia troch typov organických zlúčenín - nukleozidov, aminokyselín a mastných kyselín - pomocou DAP poskytuje pripravené oligonukleotidy, peptidy a membránové vezikuly / Krishnamurthy Lab, TSRI
Krishnamurti a jeho kolegovia predtým preukázali schopnosť DAP fosforylovať jednoduché cukry účasťou na syntéze mnohých ďalších molekúl dôležitých pre život. Vzhľadom na to, že všetky tieto reakcie sa uskutočnili v laboratóriu za najbežnejších podmienok, mohli na mladej Zemi dobre pokračovať. Okrem toho je fosforylačný mechanizmus, ktorý sa realizuje v interakciách s DAP, rovnaký ako ten, ktorý sa dnes používa pri účinnejších proteínkinázach, čo môže slúžiť ako ďalší nepriamy argument v prospech veľkej úlohy, ktorú tento fosfát zohral pri vzniku života.
Sergey Vasiliev
Propagačné video: