Полски учени са създали компютърна програма, която показва всички варианти на химични реакции между дадени вещества. След като са поставили в него шест най-прости молекули, авторите, вече сред продуктите от третия етап на взаимодействия, са получили първите аминокиселини и други сложни биохимични съединения, които съставляват основата на живота. Описанието е дадено в списание Science, предава агенция Фокус.
Основният въпрос на пребиотичната химия винаги е бил да се разбере какви химически реакции са довели до появата на живот на Земята. Въпреки факта, че през последните години науката е постигнала значителен напредък в областта на органичния синтез, за да разберем, както казват химиците, целия пребиотичен пейзаж, е необходимо да се вземе предвид огромен брой повтарящи се химични реакции с последователното образуване на все по-сложни продукти.
Това вече е възможно с новата програма Allchemy, която може да покаже пребиотичния синтез на сложни биохимични съединения от най-простите предшественици.
Като пример авторите са взели шест субстратни вещества, за които е гарантирано, че присъстват на ранната Земя - вода H2O, азот N2, сероводород H2S, метан CH4, амоняк NH3 и цианид HCN.
За да изчислят реакциите, учените са използвали доказани химически механизми, приложени в условията, съществували на Земята, когато животът се е родил на нея.
Изчисленията са извършени първо за шест основи, взаимодействащи помежду си, а след това последователно - за всяко поколение от техните продукти. Това е направило възможно изграждането на цялостна мрежа от възможни пребиотични химични реакции.
Моделирането показа, че на първия етап на синтеза от шест първоначални съединения се появяват десет нови, но всички те са абиотични, тоест не са свързани с живите системи. Още на втория етап обаче се появява първата най-проста аминокиселина - глицин.
На петия етап броят на синтезираните молекули достигна десет хиляди. Повечето от тези нови вещества са абиотични, но някои от тях са сложни биотични молекули, които са по-хидрофилни, по-термодинамично стабилни и по-балансирани по отношение на донорните и акцепторните водородни връзки, което означава, че те се синтезират в по-тесен диапазон от условия.
Авторите отбелязват, че програмата не само дава всички известни биотични съединения, получени по време на синтеза на дадените прекурсори, но също така показва неизвестни досега пътища на пребиотичен синтез на много органични съединения - ацеталдехид, диглицин, ябълчена, фумарова, лимонена и пикочна киселини. Всички тези маршрути са потвърдени от изследователите експериментално.
Алгоритъмът позволи да се идентифицира дори цяла реакционна система, непозната досега за химиците - цикълът на саморегенериране на иминодиоцетна киселина, а също така идентифицира три основни пътя на пребиотичния синтез: чрез образуването на съединения, които действат като катализатори на следващия етап; функционални химически системи и самолечебни цикли; и образуването на повърхностноактивни примитивни биомолекули.
Остава учените да създадат живот чрез химически съединения на практика, а не на компютърна програма...
