Биомолекулы могли появиться в трещинах базальтового стекла

Германия

• Жизнь

Как известно, в ДНК записано руководство по синтезу белков, что дает возможность работать и размножаться клеткам. Но как появилась эта руководящая роль - пока не понятно. Есть предположение о том, что первые живые системы использовали самокопирующиеся молекулы РНК. Выяснилось, что РНК может не только сохранять информацию, но и укладываться в сложные структуры, которые будут инициировать начало химических реакций в клетках. То есть, как отмечают исследователи, в теории, РНК должна создавать цепочки других нитей и запускать самоподдерживающиеся эволюционные процессы в клетках.

Исследователи из Германии допустили, что первые работающие биомолекулы были созданы именно РНК. Это могло произойти в особых условиях: повышенная концентрация двухзарядных ионов магния и пониженная однозарядных ионов натрия. Опытным порядком удалось выяснить, что сочетание подобных факторов возможно в базальтовых породах, а именно в базальтовом стекле, при наличии конвективных потоков. В естественных условиях базальтовое стекло образуется в местах, где базальт быстро охлаждается, например, где горячая лава стекает в океан, окатываясь океанскими волнами. Исследователи создали такое стекло и изучили его на предмет содержания ионов магния и натрия. Необходимого соотношения обнаружено не было.

Но ситуация разительным образом поменялась, когда в модель добавили конвекционные потоки. В условиях молодойЗемли они возникали в ходе геологических процессов. В трещинах базальтовых пород тепловые потоки провоцируют движение ионов против направления движения самого потока (термоферез), что создает нужную концентрацию магния. Таким образом условия ранней Земли определенно подходили для появления первых живых молекул.

Исследователи опубликовали статью с полученными результатами в журнале Nature Chemistry. В ней они отмечают, что при наличии тепловых потоков, активность РНК проявляется даже тогда, когда количество ионов натрия несколько избыточно по сравнению с количеством ионов магния (1000:1).

Вера Максимова, 03.09.2021 09:11