Исследование, опубликованное в Nature Astronomy, показывает новый способ образования относительно сложных предшественников биомолекул для зарождения жизни на зернах космической пыли при очень низких температурах. Как сообщает команда Сержа Краснокутски (Serge Krasnokutski) из Института астрономии Макса Планка, отдельные атомы углерода служат "молекулярным клеем" между угарным газом и аммиаком, двумя наиболее распространенными молекулами межзвездных молекулярных облаков. В результате образуется молекула аминокетена, которая отличается от аминокислоты глицина только отсутствием молекулы воды. В эксперименте экспертов эта молекула непосредственно образовывала простые пептиды из нескольких молекул глицина.
Новая реакция в основном решает проблему, связанную с тем, что аминокислоты нелегко соединяются друг с другом, образуя пептиды. Для этого молекула воды должна быть отделена, что требует энергии, которой нет в холоде космоса. Это препятствие устраняется, если предшественник, в данном случае аминокетен, не содержит молекулу воды. С помощью квантово-химических расчетов рабочая группа показала, что аминокетен образуется без дополнительных затрат энергии в условиях, существующих на поверхности пылевых зерен в два этапа. Во-первых, изолированный, очень агрессивный атом углерода реагирует с аммиаком с образованием реактивного промежуточного продукта H2NCH, который спонтанно соединяется с монооксидом углерода с образованием аминокетена H2NCH=CO.
Углерод, угарный газ, аммиак и аминокетен как шарико-стержневые модели на фоне звезд Фото: © С. Краснокутски
В ходе эксперимента команда Краснокутски, имитируя частицу пыли в межзвездном пространстве, нанесла три реагента на поверхность, охлажденную до десяти градусов выше абсолютного нуля. Использование инфракрасного спектрографа, который идентифицирует молекулы по поглощаемому ими света, показало, что аминокетен действительно образуется в этих условиях. Однако оказалось, что тогда было еще слишком холодно, чтобы молекулы могли соединиться в пептиды. Их типичные сигналы появились в приборе лишь тогда, когда образец медленно довели до 110 К. Такое нагревание может быть, например, вызвано формирующейся поблизости звездой.
Новая реакция расширяет список известных механизмов, которые могут привести к образованию сложных молекул для зарождения жизни в межзвездном пространстве. Кроме того, она показывает, что известные строительные блоки жизни могут присутствовать в больших количествах и на зернах межзвездной пыли и что для образования пептидов не обязательно сначала должны образоваться аминокислоты. Работа команды также пополняет растущее число доказательств того, что расщепление воды при соединении более мелких строительных блоков-предшественников не является основным препятствием для образования более крупных биомолекул при зарождении жизни, как считалось долгое время.
Некоторое время существовали также представления о том, как нуклеиновые кислоты, строительные блоки генетического материала, могли возникнуть без удаления воды. Однако исследование не дает ответа на все еще открытый вопрос о "хиральности" аминокислот и белков - аминокислота глицин не встречается в двух зеркально отображенных формах.
Источник информации и фото:
Комментариев нет:
Отправить комментарий