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人们认为第一个生命形式是在数十亿年前在地球上出现的,来自通常被称为“原始汤”的营养丰富的混合物。基本上,由于一些额外的能量,如雷击或热液喷口,其中包含的分子开始相互反应,直到形成基本有机化合物,然后是氨基酸,然后氨基酸最终可以连接成肽和蛋白质形成活的有机体。细胞。
当然,这是一个巨大的过度简化,并且在此过程中发生的具体化学反应仍然不清楚。科学家们根据当时被认为丰富的物质“烹饪”了他们自己版本的“原始汤”,并将其暴露在不同的条件下,以观察发生了什么以及生命的前身可能有多容易产生。
在这项新研究中,斯克里普斯研究中心的科学家修改了他们自己的“原始汤”配方,并发现了一组新的化学反应,使用相对简单的成分,这在早期地球上可能很常见。仅用氰化物、氨、二氧化碳和-酮酸,研究小组开始看到“原始汤”中产生了氨基酸。
这四种成分中的每一种都有其作用。 -酮酸是当今活细胞用来制造氨基酸的前体。氨是转化过程所需的氮源。氰化物进行转变,而二氧化碳则不断加速转变。
该研究的主要作者Ramanarayanan Krishnamurthy 说:“我们原以为弄清楚这一点相当困难,但事实证明它比我们想象的要简单。如果你只是将酮酸、氰化物和氨混合在一起,它就在那里。无论何时你添加二氧化碳,即使是少量,反应也会加速。”
研究小组表示,这个过程本质上就是活细胞中氨基酸的形成过程,只不过氰化物是“原始汤”中不存在的酶的替代品。这种与当前生物过程的简单性和相似性表明,与其他假设相比,这更有可能是早期生命的来源,因为其他假设需要更根本不同的化学反应。
对化学“汤”的分析表明,该过程还产生了副产品——乳清酸。乳清酸是构成DNA 和RNA 的核苷酸的前体,这表明一系列生命成分可能是通过这种方式产生的。
“我们接下来要做的就是继续探索这种混合物会产生什么样的化学反应,”克里希那穆蒂说。 “氨基酸会开始形成小蛋白质吗?这些蛋白质中的一种会回来并开始充当酶来制造更多蛋白质吗?”这些氨基酸太多了?”
该研究发表在期刊《自然化学》上。