Forskere producerer alle RNA-nukleobaser under simulerede primordiale jordforhold

(Phys.org) – I 1952, kemikerne Stanley Miller og Harold Urey udførte en berømt eksperimentel simulering af de forhold, der menes at herske på den tidlige Jord for at bestemme mulige veje til skabelsen af ​​liv. Miller-Urey-eksperimentet brugte vand (H ₂ O), metan (CH ₄ ), ammoniak (NH ₃ ) og hydrogen (H ₂ ) forseglet inde i en glaskolbe. De introducerede vanddamp fra en separat kolbe, mens de affyrede elektriske gnister mellem elektroder for at simulere lyn. Kemikerne fastholdt denne reaktion i en uge, og derefter kemisk standset det.

Analyserer den resulterende opløsning, de identificerede positivt aminosyrer glycin, α-alanin og β-alanin, sammen med beviser for andres eksistens. Årtier senere, mere sofistikerede tests af den originale opløsning konserveret i en forseglet beholder identificerede positivt 20 aminosyrer. Selvom dette resultat giver en klar vej for præbiotisk kemi, der kunne have ført til fremkomsten af ​​liv, eksperimentet er blevet kritiseret gennem årene, fordi den gasblanding Miller og Urey brugte blev anset for at være for reducerende, og fordi produktionen af ​​kun aminosyrer var af begrænset relevans.

Stadig, duoen var banebrydende for laboratoriesimuleringsteknikker, der nu er meget brugt til at udforske livets oprindelse og grundlag. Og en nylig undersøgelse foretaget af forskere i Tjekkiet søgte specifikt at validere og udvide resultaterne af det oprindelige eksperiment. Deres resultater er blevet offentliggjort i Proceedings of the National Academy of Sciences .

Deres eksperimentelle opsætning lignede det oprindelige eksperiment, under anvendelse af en simpel reducerende blanding af NH ₃ + CO og H ₂ O. Ud over elektrisk udladning i vanddamp, de udsatte også opløsningen for kraftige laserudladninger for at simulere de plasmaer, der stammer fra asteroide stødbølger. Resultaterne af eksperimentet viste, at alle RNA-nukleobaser blev syntetiseret, kraftig støtte til fremkomsten af ​​biologisk relevante kemikalier i en reducerende atmosfære.

I deres papir, forfatterne skriver, "Som det vigtigste fund, udledningsbehandling af NH ₃ + CO + H ₂ O førte til dannelsen af ​​en betydelig mængde formamid og hydrogencyanid (HCN)." Dette resultat er nøglen, da formamid eksperimentelt har vist sig at skabe guanin, en RNA-nukleobase, ved høje temperaturer under ultraviolet lys.

"Desuden " skriver forfatterne, "Vi opdagede alle de kanoniske RNA-nukleobaser - uracil, cytosin, adenin og guanin – sammen med urinstof og den enkleste aminosyre, glycin... disse resultater understøtter ideen om, at en NH ₃ + CO + H ₂ O-atmosfære kan erstatte rent formamid og fungere som et startmiljø ikke kun for dannelsen af ​​aminosyrer, men også af RNA-nukleobaser."

Forskerne viste også, at enhver nukleinsyrebase kan nedbrydes til en reducerende gasatmosfære ved elektriske udladninger i nærværelse af vand, og disse gasser kan igen reagere og producere alle RNA-nukleobaserne. De bemærker også, at deres resultater ikke udelukker andre scenarier, men demonstrere, at flere veje til produktion af RNA-nukleobaser er mulige.

© 2017 Phys.org