Istraživači sa Londonskog univerzitetskog koledža (UCL) su nedavno objavili značajnu studiju koja otkriva kako su se dva ključna sastojka života, ribonukleinska kiselina (RNK) i aminokiseline, mogla spontano spojiti pre oko četiri milijarde godina. Ova studija, objavljena u prestižnom časopisu Nature, predstavlja važan korak ka razumevanju nastanka života na Zemlji.
Aminokiseline su osnovni gradivni blokovi proteina, koji su neophodni za gotovo sve biološke procese. Međutim, proteini sami ne mogu da se repliciraju ili proizvode bez uputstava koja obezbeđuje RNK, koja je hemijski srodna DNK. U okviru ovog istraživanja, tim je uspeo da hemijski poveže aminokiseline sa RNK u uslovima koji su mogli postojati na ranoj Zemlji, što je postignuće koje nije bilo moguće od ranih 1970-ih.
Profesor Metju Pauer, glavni autor studije, naglašava da razumevanje sinteze proteina predstavlja ključ za razumevanje nastanka života. „Naša studija predstavlja veliki korak ka tom cilju, jer pokazuje kako je RNK možda prvi put preuzela kontrolu nad sintezom proteina“, rekao je Pauer. On objašnjava da savremeni oblici života koriste kompleksan molekulski aparat, ribozom, koji zahteva hemijska uputstva zapisana u RNK. Ribozom čita RNK i povezuje aminokiseline kako bi stvorio proteine. Tim je postigao prvi deo tog složenog procesa koristeći jednostavnu hemiju u neutralnim uslovima.
U prethodnim pokušajima da se aminokiseline povežu sa RNK korišćene su visoko reaktivne molekuli koji su se razlagali u vodi. U ovoj studiji, istraživači su koristili blažu metodu koja je uključivala tioestar, hemijsko jedinjenje koje je važno u mnogim biološkim procesima. Tioestri su se smatrali ključnim za početak života.
Profesor Pauer je napomenuo da njihova studija kombinuje dve istaknute hipoteze o poreklu života: „svet RNK“, gde se RNK smatra osnovnim faktorom, i „svet tioestara“, gde se tioestri vide kao izvor energije. Tioestri se formiraju kada aminokiseline reaguju sa jedinjenjem koje sadrži sumpor, poznatim kao pantetein, koji je takođe mogao nastati u uslovima sličnim onima na ranoj Zemlji.
Sledeći korak u istraživanju biće utvrđivanje kako RNK sekvence mogu vezivati specifične aminokiseline, čime bi se mogla započeti kodiranje uputstava za sintezu proteina, što bi predstavljalo osnovu genetskog koda. Profesor Pauer naglašava da iako postoji mnogo pitanja koja treba rešiti pre nego što se u potpunosti razjasni poreklo života, izazov sinteze proteina ostaje najuzbudljiviji.
Dr Đoti Sing, glavna autorka studije, ističe da bi u budućnosti hemičari mogli uzeti jednostavne molekule i od njih formirati one sposobne za samoreplikaciju. „To bi bio ogroman korak ka rešavanju pitanja porekla života“, dodaje ona. Studija pokazuje kako su aktivirane aminokiseline i RNK mogli izgraditi peptide, kratke lance aminokiselina neophodne za život.
Otkriveno je da je tioestar, koji se koristi u ovoj studiji, povezan sa Koenzimom A, hemijskim jedinjenjem prisutnim u svim živim ćelijama. Ovo otkriće može potencijalno povezati metabolizam, genetski kod i izgradnju proteina. Iako se rad bavi isključivo hemijom, istraživači smatraju da su reakcije koje su demonstrirali mogle verovatno da se odvijaju u barama ili jezerima na ranoj Zemlji.
Reakcije su praćene različitim tehnikama, uključujući magnetnu rezonancu i masenu spektrometriju. Ova studija je finansirana od strane Saveta za inženjerske i fizičke nauke, Fondacije Simons i Kraljevskog društva. Ova otkrića ne samo da obogaćuju naše razumevanje hemije života, već i otvaraju nova pitanja i pravce istraživanja u oblasti porekla života na našem planetu.
