Срочные новости раздела
Ученые объяснили, как и где образовались первые биомолекулы на Земле

Ученые объяснили, как и где образовались первые биомолекулы на Земле

РИА Новости. Результаты исследования немецких ученых показывают, что первые самовоспроизводящиеся биомолекулы могли образоваться в микротрещинах базальтов из «правильной» смеси солей, под воздействием тепловых потоков, связанных с вулканизмом.

3D модель цепи РНК © Christopher Burgstedt/Getty Images

Считается, что первые живые системы основывались на самовоспроизводящихся молекулах РНК, несущих наследственную информацию. Согласно гипотезе «мира РНК», эти молекулы были первыми биополимерами, способными катализировать в клетках химические реакции, приводящие к репликации цепей РНК, и инициировать самоподдерживающиеся эволюционные процессы.

Чтобы понять, могли ли первые биомолекулы самопроизвольно возникнуть в условиях ранней Земли четыре миллиарда лет назад, биофизики из Мюнхенского университета имени Людвига и Максимилиана вместе с коллегами из Технического университета Дортмунда и Института биохимии Макса Планка провели лабораторные эксперименты.

Главный вопрос, на который искали ответ ученые, — можно ли в природных условиях достичь необходимого солевого баланса. С химической точки зрения для правильного сворачивания РНК требуется относительно высокая концентрация двухзарядных ионов магния и минимальная концентрация однозарядного натрия, поскольку последний приводит к неправильной укладке цепей РНК.

Сначала авторы синтезировали базальтовое стекло, образующееся при быстром охлаждении расплавленных пород, изливающихся из недр Земли на поверхность в процессе вулканизма. Такое стекло формируется, например, при контакте базальтовой лавы с океанской водой, что на ранней Земле происходило повсеместно.

На втором этапе ученые проанализировали количество магния и натрия в базальтовом стекле при различных условиях, таких как температура или размер зерен геологического материала. Они всегда находили в воде значительно больше натрия, чем магния, и последний присутствовал в гораздо более низких концентрациях, чем те, которые требуются для появления пребиотической РНК. Однако эта ситуация значительно изменилась, когда исследователи добавили в систему тепловые потоки, которые, по мнению авторов, скорее всего, имели место из-за высокой геологической активности в потенциально пребиотической среде того времени.

В узких порах и трещинах, характерных для базальтовых стекол, градиенты температуры вызывают конвективные потоки, которые приводят к общему движению ионов против направления тока. Величина этого эффекта, известного как термофорез, сильно зависит от размера и электрического заряда соответствующих ионов.

Эксперименты показали, что комбинация конвекции и термофореза в конечном итоге приводит к локальному накоплению ионов магния в гораздо более высоких локальных концентрациях, чем ионы натрия, и этот эффект только нарастает с увеличением размера системы.

«Мы показали, что сочетание базальтовых пород и простых конвекционных потоков может привести к оптимальному соотношению между ионами магния и натрия в естественных условиях», — приводятся в пресс-релизе Мюнхенского университета слова руководителя исследования биофизика Кристофа Маста (Christof Mast).

Статья опубликована в журнале Nature Chemistry  Источник: РИА Новости

Источник: sci-dig.ru

Последние записи - Наука

самые читаемые новости

#Наука

Ученые посадили мышей, больных раком, на диету с разным содержанием хлорида натрия, а затем проверяли различия в росте опухоли. Как выяснилось, у грызунов, потреблявших больше соли, наблюдалось
подробнее...

Ученые из Музея естественной истории в Лондоне, Бирмингемского университета, Университетского колледжа Лондона, Университета Сиди Мохамеда бен Абделлаха в Фесе (Марокко) и Цюрихского университета
подробнее...

Ученым-физикам впервые за всю историю науки удалось создать вихревой атомарный луч, своего рода закрученный «торнадо» из атомов и молекул, обладающий некоторыми удивительными квантовыми свойствами,
подробнее...

Постоянная тонкой структуры примерно в 10 раз превышает ее нормальное значение в материале, называемом квантовым спиновым льдом,- пишет sciencenews.org.  Новый расчет намекает, что квантовый спиновый
подробнее...

Ученые Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН в эксперименте с крысами показали, что черный чай в дозе, эквивалентной одной чашке чая обычной заварки, полностью предотвращает
подробнее...

Международная команда исследователей проанализировала звуки орангутанов в естественной среде обитания и пришла к выводу, что общепринятая теория возникновения человеческого языка может быть ошибочной.
подробнее...

Новое исследование, проведенное палеонтологами из Университета Саутгемптона (Великобритания), предполагает, что кости, найденные на британском острове Уайт, принадлежат двум новым видам спинозавридов,
подробнее...

Биомеханическое моделирование показало, что двуногие динозавры из группы терапод при ходьбе покачивали хвостом. Движения хвоста позволяли им компенсировать вращательный момент тела и тратить на 18 %
подробнее...

Всем нам порой кажется, что погода и ее составляющие — температура, атмосферное давление, влажность воздуха и прочее — усугубляют переносимость боли или даже вызывают ее, например мигрень или
подробнее...

Международная научная группа во главе с исследователями из Сколтеха и IBM создала чрезвычайно энергоэффективный оптический переключатель, который мог бы заменить электронные транзисторы в новом
подробнее...

Авторы нового исследования  обнаружили  мобильный генетический элемент, который, однажды оказавшись в новой хромосоме, привел к тому, что человекообразные обезьяны лишились хвоста. Предположительно,
подробнее...

Избранные астрономические события месяца (время всемирное):
подробнее...

Неожиданный вывод об аномальных конформационных состояниях молекул ДНК на поверхности заряженных мономолекулярных пленок и их фундаментальных отличиях от строго периодической конформации двойной
подробнее...

 РИА Новости. Австрийские ученые выяснили, что вирус SARS-CoV-2 вызывает уникальный ответ иммунной системы человека. В крови пациентов с COVID -19 присутствует отчетливый набор иммунологических
подробнее...

Японские ученые из Института RIKEN в эксперименте на мышах сумели обратить вспять синдром Клифстры — генетическое заболевание, приводящее к умственной отсталости. При синдроме Клифстры одна копия гена
подробнее...

Биологи Санкт-Петербургского государственного университета впервые систематизировали все известные случаи избирательного удаления генетического материала в клетках живых организмов. Исследование
подробнее...

Чтобы быстрее расщеплять токсичные белки, иммунные клетки в мозге могут при необходимости объединяться в сети. Это показано совместным исследованием Боннского университета, Немецкого центра
подробнее...

Ученые выяснили, что во время ночных походов за пищей самки летучих мышей-вампиров обычно покидают насест отдельно, но воссоединяются во время охоты с другими особями, с которыми у них есть тесная
подробнее...