У потрази за откривањем мистерија о пореклу живота на Земљи, научници се упуштају у време пре стварања ДНК, истражујући улогу рибонуклеинске киселине (РНК). РНК, витална компонента савременог живота, има јединствену способност да се саморепликује и катализује различите хемијске реакције.
Изазов лежи у разумевању како су градивни блокови РНК, познати као рибонуклеотиди, формирани у хаотичним условима ране Земље, а затим састављени у РНК.
Хемичари као што је Квоц Фунг Тран са Универзитета Новог Јужног Велса (УНСВ) у Сиднеју активно су укључени у поновно стварање замршеног ланца реакција потребних за формирање РНК током процеса живота на Земљи. Као што Тран пише у чланку за „The Conversation“, кључ је да се идентификују хемијске реакције које су могле да се десе у сложеним и неукроћеним условима наше планете пре неколико милијарди година.
АУТОКАТАЛИТИЧКЕ РЕАКЦИЈЕ
Студија коју су Тран и његов тим спровели истражује потенцијалну улогу такозваних аутокаталитичких реакција, где произведене хемикалије подстичу да се иста реакција настави, омогућавајући одрживост у различитим окружењима. Интеграција аутокатализе у признати хемијски пут за производњу рибонуклеотида (и порекло живота) постаје вероватан сценарио, с обзиром на једноставност молекула и замршене услове који су владали на раној Земљи.
Аутокаталитичке реакције, свеприсутне у биологији, крећу се од регулације откуцаја срца до формирања узорка шкољки. Реакција формозе (базна кондензација формалдехида у угљене хидрате), коју је открио руски хемичар Александар Михајлович Бутлеров 1861. године, појављује се као фундаментални пример аутокатализе применљиве на раној Земљи.
Почевши од гликолалдехида, ова реакција, која се ослања на континуирано снабдевање формалдехидом, ствара веће молекуле кроз самоодрживи механизам. Међутим, када се формалдехид смањи, реакција се зауставља, што доводи до разлагања производа у катран.
Транова студија истражује интеграцију реакције формозе и производње рибонуклеотида, посебно Povner-Sutherland пута (добро познати хемијски пут за стварање рибонуклеотида). Упркос изазовима који произлазе из неселективне природе реакције формозе, додавање цијанамида уводи интригантан обрт, пише Тран. Овај једноставан молекул преусмерава неке од производа реакције ка производњи рибонуклеотида, што резултира мањом количином, али са повећаном стабилношћу и смањеном деградацијом.
РАЗУМЕВАЊЕ ПОРЕКЛА ЖИВОТА
Традиционално, хемичари се фокусирају на појединачне путеве како би максимализовали количину и чистоћу производа, избегавајући сложеност. Међутим, Транова студија одступа од овог редукционистичког приступа, показујући важност истраживања динамичких интеракција између различитих хемијских путева. Ове интеракције, које се дешавају свеприсутно ван лабораторије, служе као потенцијални мост између хемије и биологије.
Аутокатализа се протеже даље од теоријских истраживања, проналазећи практичне примене у индустрији. Траново истраживање, укључивањем цијанамида у реакцију формозе, даје једињење, 2-аминооксазол, релевантно у хемијским истраживањима и фармацеутској производњи. Ова иновација би могла да смањи трошкове у фармацеутској синтези, посебно ако се реакција формозе може користити са минималном количином гликолалдехида, који је скупа компонента.
БОНУС ВИДЕО:
Пратите нас на ИНСТАГРАМУ и ФЕЈСБУКУ
