2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




Начать новую тему Ответить на тему На страницу Пред.  1, 2, 3, 4
 
 Re: Новости биологии и медицины
Сообщение29.09.2020, 16:09 
Заслуженный участник


16/09/12
6687
Доказано, что жизнь могла возникнуть в результате химических реакций

Цитата:
Польские ученые создали компьютерную программу, которая выдает все варианты химических реакций между заданными веществами. Заложив в нее шесть простейших молекул, авторы уже среди продуктов третьего этапа взаимодействий получили первые аминокислоты и другие сложные биохимические соединения, составляющие основу жизни. Описание приведено в журнале Science.

Главный вопрос пребиотической химии всегда заключался в том, чтобы понять, какие химические реакции привели к возникновению жизни на Земле. Несмотря на то, что наука за последние годы значительно продвинулась в области органического синтеза, для понимания, как говорят химики, всего пребиотического ландшафта нужно учесть огромное количество повторяющихся химических реакций с последовательным образованием все более сложных продуктов.

Теперь это стало возможным с новой программой Allchemy, способной отображать пребиотический синтез сложных биохимических соединений из простейших предшественников.

В качестве примера авторы взяли шесть веществ-субстратов, которые гарантированно присутствовали на ранней Земле — воду $H_2O$, азот $N_2$, сероводород $H_2S$, метан $CH_4$, аммиак $NH_3$ и цианид $HCN$.

Для расчета реакций ученые использовали проверенные химические механизмы, реализуемые в тех условиях, которые существовали на Земле, когда на ней зарождалась жизнь.

Расчеты выполнили сначала для шести субстратов, взаимодействующих между собой, а затем последовательно — для каждого поколения их продуктов. Это позволило построить полную сеть возможных пребиотических химических реакций.

Моделирование показало, что на первом этапе синтеза из шести исходных соединений произошли десять новых, но все они были абиотические, то есть не имеющие отношения к живым системам. Однако уже на втором этапе появилась первая простейшая аминокислота — глицин.

На пятом этапе число синтезированных молекул достигло десяти тысяч. Большая часть этих новых веществ — абиотические, но есть среди них и сложные биотические молекулы, которые более гидрофильны, более термодинамически стабильны и более сбалансированы с точки зрения донорных и акцепторных водородных связей, а значит — синтезируются в более узком диапазоне условий.

Авторы отмечают, что программа не только выдала все известные биотические соединения, получаемые при синтезе заданных предшественников, но и показала ранее неизвестные маршруты пребиотического синтеза многих органических соединений — ацетальдегида, диглицина, яблочной, фумаровой, лимонной и мочевой кислот. Все эти маршруты исследователи подтвердили экспериментально.

Алгоритм позволил выявить даже целую реакционную систему, ранее неизвестную химикам — саморегенерирующийся цикл иминодиуксусной кислоты, а также определил три основных пути пребиотического синтеза: через возникновение соединений, которые на следующем этапе выполняют роль катализаторов; функциональные химические системы и циклы самовосстановления; и образование поверхностно-активных примитивных биомолекул.

Программа Allchemy находится в открытом доступе.

 Профиль  
                  
 
 Re: Новости биологии и медицины
Сообщение29.09.2020, 20:42 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


20/08/14
6499
К предыдущей новости приведу ссылку на оригинальную статью в Science и научно-популярный пересказ от Phys.org (у этого ресурса, насколько мне известно, довольно качественный контент). К сожалению, пресс-релиза на популярных агрегаторах не нашёл, и научно-популярный пересказ от самого Science тоже отсутствует (они иногда такое делают).

 Профиль  
                  
 
 Re: Новости биологии и медицины
Сообщение29.09.2020, 20:46 
Модератор


02/02/19
291
 i  Выяснение отношений удалено.

 Профиль  
                  
 
 Re: Новости биологии и медицины
Сообщение29.09.2020, 21:13 


21/02/20
630
kry в сообщении #1485190 писал(а):
Доказано, что жизнь могла возникнуть в результате химических реакций

А, собственно, какой другой вариант может быть?
Понятно что в основе химическая реакция в любом случае. Непонятно как карты удачно сложились для именно такой одной химической реакции, на фоне мириада других химических реакций бесполезных.

 Профиль  
                  
 
 Re: Новости биологии и медицины
Сообщение29.09.2020, 22:13 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


27/04/09
27362
Аннотация на сайте журнала даёт понять, чем же ново и полезно то, что делали. Авторы прошерстили кучу работ по условиям синтеза разных интересных для возникновения жизни веществам и сгенерировали программой граф таких реакций, которые можно начать с шести достаточно простых веществ — и результат большей частью этот граф. В нём они нашли неожиданные цепочки реакций и кое-что из этих предсказаний перепроверили (можно понять зачем — несмотря на реализуемость отдельных шагов, они могут плохо соединяться в цепочку из-за больших отличий требований к соседним реакциям), и в частности проверили возникновение некоторых ПАВ.

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 50 ]  На страницу Пред.  1, 2, 3, 4

Модераторы: photon, Ende, Deggial, korona, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group