Vedci objavili chýbajúci článok v chémii života. Sme bližšie k tomu, aby sme pochopili, ako vznikol

Vznik života na Zemi vedci stále považujú za záhadu, hoci postupne získavame lepšiu predstavu o tom, čo môžeme považovať za najpravdepodobnejší scenár. Otázkou pre vedcov ostáva hlavne to, koľko histórie života sa postupom času zabudlo.  

Ako vysvetľujú vedci z Tokyo Institute of Technology, existuje šanca, že jeden živočíšny druh postupne prestane používať istú biochemickú reakciu. Ak sa tento proces zopakuje pri dostatočnom množstve živočíšnych druhov, potom tieto reakcie môžu byť efektívne zabudnuté.  

Odoberaj Vosveteit.sk cez Telegram a prihlás sa k odberu správ

Ak však históriu biochémie na Zemi tvoria z veľkého množstva zabudnuté reakcie, dokázali by sme nejakým spôsobom zistiť, že niekedy existovali. Autori novej štúdie vysvetľujú, že tieto zabudnuté reakcie by sa mohli javiť ako medzery v procese evolúcie od jednoduchých geochemických molekúl až ku komplexným biologickým molekulám.  

Mladá Zem bola bohatá na jednoduché zlúčeniny, napríklad sulfán, amoniak alebo oxid uhličitý. Tieto látky sa ale nespájajú so životom. Vedci ale vysvetľujú, že pred miliardami rokov sa prvý život na Zemi spoliehal na tieto jednoduché molekuly. Postupne sa však život vyvíjal a biochemické procesy postupne transformovali tieto látky do zlúčenín, ktoré nachádzame na Zemi aj dnes.  

V rámci štúdie sa vedci pokúšali získať zoznam všetkých známych biochemických reakcií. Na základe tohto zoznamu skúmali, ktoré typy chemických reakcií dokáže život vykonávať. Predchádzajúce pokusy o vytvorenie modelu evolúcie metabolizmu takýmto spôsobom, sa skončili neúspechom. Modely totiž nedokázali reprodukovať najrozšírenejšie komplexné molekuly, ktoré používa moderný život.  

Neprehliadni

Niektoré aplikácie ťa chcú špehovať. Takto zistíš ešte pred stiahnutím, ku ktorým častiam telefónu chcú pristupovať

Vedci však nerozumeli tomu, prečo ich modely zlyhávali. S rovnakým problémom sa stretli aj autori novej štúdie, no podarilo sa im nájsť spôsob, ako sa cez tento problém dostať. Ukázalo sa, že pridaním moderných zlúčenín do modelu dokázali postrčiť pozdržané chemické reakcie. Inými slovami povedané, vedci vedeli, že nejaké reakcie musia chýbať a cieľom štúdie bolo zistiť, koľko reakcií chýba. Práca ich doviedla k jednej z najdôležitejších molekúl v celej biochémií, adenozíntrifosfátu, skrátene ATP.

Reakcie prepájajúce geochémiu a biologickú chémiu

Molekulu ATP autori označujú aj ako energetickú menu bunky. Táto molekula môže poháňať rôzne reakcie, napríklad budovanie proteínov. Tieto reakcie by sa vo vode v opačnom prípade neodohrali. Zaujímavosťou je, že chemické reakcie, pri ktorých vznikajú ďalšie molekuly ATP, potrebujú ATP. Znamená to, že ak sa v reakcii nenachádza ATP, dnes neexistuje šanca, ako môže život túto molekulu vyrobiť. Toto bolo dôvodom, prečo predchádzajúce modely zlyhávali.  

“Ako môžeme tento cyklický problém vyriešiť? V našej práci sme zistili, že reaktívna časť ATP sa veľmi podobá na anorganickú zlúčeninu polyfosfát,” tvrdia vedci.  

V modeli teda použili polyfosfát na uskutočnenie reakcií produkujúcich ATP. Dokopy stačilo modifikovať len osem reakcií. To vedcom dovolilo odhaliť históriu metabolizmu. Ukázalo sa, že naprieč históriou sa biochemické reakcie vyvíjali aj v lineárnej aj v mozaikovej rovine. Lineárna rovina znamená, že jedna reakcia vedie k druhej v priamej postupnosti. Mozaiková znamená, že sa spoja rôzne staré reakcie a vtedy vzniká niečo nové.  

Vedci zatiaľ nevedia, koľko reakcií sa stratilo postupom času. Štúdia však odhalila, že len osem nových reakcií potrebujeme na to, aby sme prepojili geochémiu s biologickou chémiou.  

Sleduj našu novú Facebook stránku a pridaj sa!