Как уреята може да е станала портал към живота?

Изследователи от университета ETH в Цюрих и Женевския университет разработиха нов метод, който им позволява да наблюдават химични реакции в течности при изключително висока времева резолюция. Това означава, че те могат да изследват как се променят молекулите само в рамките на няколко фемтосекунди – с други думи, няколко квадрилионни части от секундата.

 

Молекулярен пионер в биохимията. С помощта на новия метод авторите успели да надникнат в процесите, които са довели до появата на живота на Земята. Много учени допускат, че уреята е изиграла ключова роля за това. Тя е една от най-простите молекули, съдържащи и въглерод, и азот. Нещо повече, много вероятно е уреята да е съществувала, още когато Земята е била много млада – нещо, което беше предположено от известен експеримент, проведен през 50-те години на миналия век. При него американският учен Станли Милър създаде смес от тези газове, за които се смята, че са съставлявали първичната атмосфера на планетата, и я изложи на условията на гръмотевична буря. Това доведе до образуването на серия от молекули, една от които беше уреята.

 

Според текущите теории уреята може да е била обогатена в топли локви (обичайно наричани първична супа) на тогава още безжизнената Земя. С изпаряването на водата от тази супа концентрацията на уреята се е увеличавала. Посредством излагане на йонизираща радиация като космически лъчи е възможно тази концентрирана урея да е произвела малонова киселина чрез серия от стъпки. Това на свой ред може да е създало изграждащите блокове на РНК и ДНК.

 

Защо е протекла точно тази реакция? Използвайки новия си метод, екипът от двата университета изследвал първите стъпки в тази дълга поредица от химични реакции, за да открие как се държи концентриран разтвор на урея, когато бъде изложен на йонизираща радиация.

 

Важно е да се знае, че молекулите урея в такъв концентриран разтвор се групират по двойки, или така наречените димери. Както успяха да покажат сега изследователите, йонизиращата радиация кара един водороден атом във всеки от тези димери да се прехвърли от едната молекула урея в другата. Това превръща едната в протонирана молекула урея, а другата – в уреен радикал. Последният е силно химически реактивен – толкова, че е много вероятно да реагира с други молекули, образувайки и малонова киселина.

 

Изследователите успели да покажат също, че това прехвърляне (трансфер) на водороден атом се случва изключително бързо, отнемайки само около 150 фемтосекунди, или 150 квадрилионни части от секундата. „Това е толкова бързо, че тази реакция измества всички други, които биха могли теоретично да възникнат – казва водещият автор Ханс Якоб Вьорнер, професор по физикохимия в ETH в Цюрих. – Това обяснява защо концентрираните разтвори на урея произвеждат урейни радикали, вместо в тях да протичат други реакции, които биха образували други молекули.“

 

Статия от вестник ЛЕЧИТЕЛ