[Химия ғажабы] Өмір синтезі

«Пән ғажабы неде» жобаның барлық мақалалары
«Химия ғажабы» циклдың басқа мақалалары
Материяның құрылыс материалдары: қарапайым бөлшектерден супрамолекулаларға дейін
Физхимияны не үшін оқу керек?
Бейорганикалық химия
Органикалық химия
Полимерлер
Таза ауа
Химия және медицина: химиялық қару, аспирин және зең

Кіріспе

Химияға қызыға бастасаңыз, сіз жақын арада бұл ғылымның өмірлік маңызды процесстердің механизмдерін біршама іргелі деңгейде сиппаттай алатындығына көз жеткізесіз.

Мысалыға, химияны үйрену арқылы сіз Notch signaling pathway деп аталатын жасушалар арасында белгілер берудің ең кең тараған жолы туралы біле аласыз. Бұл жол оқу процесі мен есте сақтау қызметінде маңызды рөл ойнайды. Бұл жолсыз өмір сүру мүмкін болмас екендігін еш күмәнсіз айтуға болады.

Оған қоса, сіз арнайы рецептормен байланысатын пептидтің гидролизі (сумен реакциясы) бұл процестің маңызды кезеңдерінің бірі болып табылатынын біле аласыз. Сіз сондай-ақ гидролиздің ең кең таралған ферменттердің бірі серин протеазасымен өршітілетінін де біле аласыз. Егер бұл аз десеңіз, сіз осы протеазаның ішіне үңіліп, әрбір электронның қозғалысын көрсете аласыз: \(102\)-ші орындағы аспартатпен үйлестірілетін \(57\)-ші орындағы гистидин серин протонын \(195\)-ші орыннан ажыратады, ал ол өз кезегінде пептидтің карбонильді тобына шабуылдайды.

Ух, міне, саяхат! Биохимия өзінің шегіне жетіп, барлығы зерттеліп қойған сияқты, ары қарай не болмақ? Бірақ ойлап қарасақ, алдымызда тауық пен жұмыртқа дилеммасының классикалық мысалы пайда болады: тіршілік көзінің пайда болуы (тауық) үшін бізге Notch pathway керек, ал оған серин протеазалары (жұмыртқа) керек. Бірақ серин протеазаларының өзі қайдан пайда болды?

Егер үстіртті ойласақ, онда былай жауап беруге болады: протеазалар оларды кодтайтын геннен пайда болды. Бірақ бұл ген қалай пайда болды? Басқаша айтқанда, өмірдің алғашқы формасы қалай пайда болды?

Мұндай сұрақтарды жиі қоя берсе, біздің тұжырымдамалық түсінігімізде Жердің пребиотикалық (өмір пайда болғанға дейінгі) химиялық құрамы мен күрделі молекулалардың қазіргі жиынтығының арасында үлкен ойық барын аңғаруға болады. Дәл сондай ойық бірліктер мен нөлдердің күрделі компьютерлік тапсырмаларға қалай айналатынын түсінуде пайда болады. Бірақ мұндай аналогияның оң тұстары да бар: егер тақырыпқа тереңдеп үңілсе, компьютерлік процесстердің жұмысын фундаменталды электрлік сигналдар деңгейінде түсіндіруге болатынын нақты білеміз. Тура солай химия Жердегі өмірдің пайда болуын түсіндіре алады. Тек бір ғана ілмек бар: біз атмосфераның бастапқы құрамында сенімді емеспіз және компьютер құрылғысына қарағанда бізде ешқандай нұсқаулық жоқ. Бұл біздің алдымызда шешілмеген жұмбақ бар дегенді білдіреді!

№ \(7\) іс: Өмірдің қалыптасу кезеңіндегі күрделі органикалық құрылымдардың туындауы.

Жай сөзбен айтқанда, бізге өмір синтезінің мағынасын ашу керек!

Сутекті бомбадан тіршілік көзіне дейін

Сірә, пребиотикалық химияны (өмір пайда болғанға дейінгі химиялық процесстер) зерттеуге ең күшті түрткілердің бірі Миллер-Юри тәжірибесі болған шығар. Лирикалық шегініс жасап, тәжірибе авторлары туралы қысқаша айта кетуге рұқсат етіңіздер.

\(1951\) жылы жас Стэнли Миллер, Берлидегі Калифорния универститетінің бакалавр түлегі, өзінің докторлық диссертациясына тақырып таңдауда басы қатады. Зерттеу жұмысына қызығушылық танытпай, оны қажытатын іс деп есептеп, құлшыныссыз Ян-Теллер эффектісін сипаттаған, бірақ көпшілікке сутегі бомбасының атасы ретінде белгілі физик-теоретик, Эдвард Теллермен бірге жұмыс істеуді жоспарлап, Чикаго университетіне барады. Алайда докторантураның барлық студенттеріне өздерінің ғылыми жетекшілерінен бөлек, басқа проофессорлардың семминарларына қатысу керек болды. Содан бір күні Миллер Нобель сыйлығының лауреаты Гарольд Юридің (\(1934\) жылы дейтерийді ашқан, атом бомбасымен жұмыс жасаған ғалым) семинарына тап болады. Юри күн жүйесінің пайда болуы туралы айтады және сол кезде тым тотықсыздандырғыш деп саналған Жердегі алғашқы атмосфера жағдайындағы органикалық синтездің мүмкіндіктері жайлы талқылайды. Бұл семинар Миллерді қатты шабыттандырды және оның ұстазы Теллер сутегі бомбасының жобаына қосылу үшін Чикагодан кетуге жиналғанда Миллер Юриге пребиотикалық синтез жобасымен жұмыс істеуге ұсыныс тастайды. Алғашында Юри мүмкін болатын пребиотикалық синтезді көрсететін бірде бір сәтті тәжірибе болмағандығына байланысты бұл жобаға күмәнмен қарады.

«Тотықсыздандырушы» атмосфера дегенде біз тотықсыздандырғыштардың — басқа қосылыстарды тотықсыздандыра алатын химиялық қосылыстардың — бар болуын меңзейміз.

Мәселе неде? Пребиотикалық синтез деген не?

Пребиотикалық синтез — бұл өмір пайда болғанға дейін жүрген реакциялардың жиынтығы. Неліктен бұл қызық? Өзіңіз ойлап қараңыз: бастапқыда Жер планетасында тек қарапайым молекулалар — су (\(H_2O\)), метан (\(CH_4\)), аммиак (\(NH_3\)) және сутек (\(H_2\)) болды. Бұл молекулалардың пайда болуын таза кездейсоқтық және комбинаторикамен түсіндіруге болады: миллиардтаған жылдар ішінде жұлдызаралық кеңістікте екі-үш атом кездесіпті және мұнда тылсым дейтін ештеңе жоқ.

Бірақ күрделілек молекулалардың түзілуін қалай түсіндіруге болады? Мысалы, өмірдің құрылымдық негізі болып табылатын амин қышқылдары ше? Қарапайым аминқышқылы глицин түзілуі үшін \(10\) түрлі атомның белгілі бір тәртіпте қақтығысу ықтималдылығы өте төмен болғандықтан, бұл жағдайда комбинаторика көмектеспейді. Бүгінде аминқышқылдары жануарлар мен өсімдіктердің ағзасында ферменттердің көмегімен синтезделеді. Алайда ферменттер де ақуыздар, ал ақуыздар аминқышқылдарынан тұрады. Басқа сөзбен айтқанда, аминқышқылдарын жасау үшін бізге аминқышқылдары қажет! Және, міне, біз қайтадан өзіндік «тауық пен жұмыртқа» секілді, бірақ ақуыз бен аминқышқылының тұйық циклін аламыз.

Миллер-Юри тәжірибесіне дейін алғашқы аминқышқалдарының қалай түзілгенін ешкім білмеді. Ал бұл негізінде өмірдің пайда болу тарихының іргетасы!

Миллер-Юри тәжірибесі

Пребиотикалық синтез тәжірибесі өте қарапайым болды. Су, метан, аммиак және сутегі стерильді бес литрлік шыны колбаның ішіне жабылады. Бұл колба жартылай суға толған \(500\)-миллилитрлік колбаға жалғанған. Кіші колбадағы су буланғанға дейін қыздырылды да, бу үлкен колбаға өтіп, сондағы молекулалармен араласып, кәдімгі атмосфераға ұқсайтын қоспа түзді. Сондай-ақ, бұл колбаға электр зарядын тудыратын электродтар енгізілді (найзағай иммитациясы). Бірнеше разрядтан соң қоспа суып, қайта кіші колбаға түсті. Осындай циклді бір күн қайталағаннан кейін-ақ ерітінді мөлдір түстен қызғылт түске ауысты, ал бір аптадан соң бұлдыр қызыл түс болды.

Жүйені салқындатып, микробтардың көбеюінің алдын алу үшін бұлдыр қызыл түсті ерітіндіге сынап хлоридін қосты. Ерітінді құрамына қағазды хроматография көмегімен талдау жасады. Нәтиже таңқаларлық болды: ерітіндіден глицин аминқышқылдары, альфа және бета аланин табылды.. Одан бөлек, басқа да аминқышқылдарының, яғни аспартам қышқылы мен альфа -аминобутан қышқылының бар екендігіне болжам жасалынды.

Тәжірибе химияның бүтін бір тарауының негізін қалады. \(1961\) жылы Joan Oró, РНҚ мен ДНҚ-нің нуклеотидтік негіздерінің бірі адениннің аммиак ертіндісі мен Миллер-Юри тәжірибесі жағдайында метан және аммиактан түзіле алатын цианосутек қышқылынан (HCN) табиғи түзілу мүмкіндігін тапты.

Бастапқы молекулаларға (сол жақта) және қарапайым тәжірибелерің нәтижесінде алынатын молекулаларға (оң жақта) тағы бір рет қарап көруді ұсынамын. Сиқырдан қандай айырмашылығы бар? (Спойлер: химия сиқырға қарағанда түсінікті!)

Уақыт өте келе алғашқы атмосфера Миллер-Юри тәжірибесіндегідей (тотықсыздандырғыштар ретінде онда \(NH_3\) пен \(H_2\) болды) тотықсыздандырушы болмады деген жанама дәлелдер пайда бола бастады. Мысалы, біз \(4\) миллиард жыл бұрын үлкен жанартаулық атқылаулар кезінде атмосфераға көмiрқышқыл газы \(CO_2\), азот \(N_2\), күкiртсутек \(H_2S\) және күкірт диоксиді \(SO_2\) бөлінуі мүмкін екенін сеніммен айта аламыз. Сізде «Ал егер осы қосылыстарды Миллер-Юри тәжірибесіне реагент ретінде қосса не болады?» деген сұрақ туындауы мүмкін. Оның жауабы өте қызық: одан да көп аминқышқылдарын аламыз!

Осыған қарамастан алғашқы атмосфераның құрамы әлі күнге дейін анықталмаған болып қала береді. \(2005\) жылы Ватерлоо мен Колорадо университеттіндегі теоретикалық есептеулер  атмосфераның тотықсыздандырғыштық сипатының тағы бір дәлелі ретінде атмосферада \(40%\) дейін сутегі бола алатынын көрсетті. Қалай болғанда да, түрлі реагенттермен әртүрлі тәжірибелер жасалынып, нәтижесінде көмірқышқыл газы, улы газ және азоттың газдық қоспасы шамамен метан мен аммиактың қоспасындағыдай органикалық молекулаларды беретіні анықталды. Жалғыз шарт — оттектің жоқтығы. Миллердің өзі \(1996\) жылы түйіндегендей: «Егер \(4\) газдың қоспасын алып, электр зарядымен әрекеттестірсек, біз \(20\) [протеиногенді] аминқышқылының \(11\)-ін ала аламыз».

Ұмыт болған тәжірибе

\(2007\) жылы \(20\) мамырда Миллер қайтыс болғанан кейін оның оқушысы Джеффри Баданың жетекшілігіндегі зертхана ішінде құрғақ заттары бар, желімденген сауыттардың толық қатарын тапты. Таңбаламарды зертханалық журналға сәйкес тексергенде бұл шынылар \(1953-1954\) жылдарымен белгіленген және Миллердің Чикаго университетіндегі тәжірибелермен тікелей байланысты екендігі айқындалды. Сол тәжірибелерде үш түрлі конфигурация қолданылған: олардың бірі тура Миллердің түпнұсқа тәжірибесіндегідей болды. Басқа біреуінде жіңішке келген саптама қолданылған, сол арқылы қысым астында бу қоспасы мен газдар (\(CH_4\), \(H_2\), \(NH_3\)) жіберілген. Шыққан қоспа электр ұшқынының әрекетіне ұшырайтын. Бұл құрылғы жанартау аттқылауы кезіндегі найзағай разрядын симмулияциялағандықтан, мұндай орнатылым Баданың зерттеуші тобын қызықтырған.

Volcanic lighting деп аталатын жанартау атқылауы кезіндегі найзағай разрядының суреттеріне қарауды ұсынамын. Сірә, дәл осындай жағдайларда өмір пайда болған болуы керек.

Бұл құрылғымен тәжірибеде Миллер \(5\) аминқышқылын тапқан. Баданың зерттеуші тобы сауыттардың ішіндегіні қайта ерітіп, субпикомолярлы концентрлі, яғни \(<10^{-12}\) M. заттарды анықтауға мүмкіндік беретін ультрадәл масспектрометр мен хроматографияның нақтырақ әдістерінің көмегімен тексерді. Соңында ғалымдар \(22\) аминқышқылы мен бес аминды тапты. Олардың көбі бұрын Миллермен ашылмаған болатын!

Сонау \(50\)-жылдардың өзінде Миллер ашқан аминқышқылдарының тек кейбіреуі мыналар: глицин, аланин, серин, ГАБА (гамма-аминобутан қышқылы), аспартам қышқылы, валин, изовалин, глутам қышқылы, фенилаланин, гомосерин, бета-гидроксиаспартам қышқылы. Шынымен де үлкен тізім!

Айта кететіні, бұл тәжірибеде гидроксо тобы бар аминқышлдарының үлкен саны табылды. Бәлкім, электр разрядының әрекетіндегі газ буы қосылысында OH• гидроксо-радикалдары пайда болған шығар.

Геолог-тарихшылар алғашқы атмосфера Миллер тәжірибесіндегідей тотықсыздандырғыш болғанына күмән келтірсе де, жанартау атқылауын бейнелейтін осы тәжірибе пребиотикалық синтездің жергілікті нүктелері бар болғандығын көрсетеді. Жанартау әрекеті нәтижесінде түзілген аминқышқылдары вулкандық аралдарға шоғырланып, кейін жеткілікті жайлы жағдайларда карбонил сульфидінің (\(S=C=O\)) әсерінен алғашқы пептидтерге полимерленулері мүмкін!

Біраз химия туралы сөйлесейік

Химияның басты ғажабы оның тереңдігінде! Химияны үйрену арқылы біз үрдістің беткі сипаттамасымен ғана қанағаттанып қоймаймыз, негізгі реакцияларға дейін де жете аламыз. Қане, өмірдің туындауына қажетті химиялық реакцияларды қайта құрып көрейік!

Бастапқыда бейорганикалық газдар келесі реакцияларға қатыса алады:

                                                      CO2 → CO + [O]

[O] белгісімен біз атомдық оттекті белгілейміз. Айтпақшы, ол алдағы формальдегид түзетін реакцияларға қатыса алады:

                                            CH4 + 2[O] → CH2O + H2O

Формальдегидке әлі ораламыз, бізге гидроциан қышқылын алу қалды. Біз оны екі түрлі жолмен ала аламыз:

                                           CO + NH3 → HCN + H2O

                                           CH4 + NH3  →HCN + 3H2

Біз енді аминқышқылын жасай аламыз. Шамамен дерлік:

                             CH2O + HCN + NH3 → NH2−CH2−CN + H2O

Нитрил гидролизі қалды:

                        NH2−CH2−CN + 2H2O → NH3 + NH2−CH2−COOH

Соңғысы — бұл глициннің өзі! Глицин ағзаның байланыстырушы тіндерінің (сіңірлер, шеміршектер, сүйектер) негізгі ақуызы болып табылатын коллагеннің шамамен \(30%\)-ын құрайды, ал коллагеннің өзі ағзадағы барлық ақуыздың \(25%\)-ынан бастап \(45%\)-ына дейін құрайды.

Бірақ бәрі осы ғана емес. Аталмыш реакциялардың барысында бізге сәл кейін керек болатын біршама реактивті қосылыстар (ацетилен, цианоацетилен) түзілуі мүмкін.

Бұдан бөлек, біз сондай-ақ формальдегидті \(CH_2O\) алдық. Неге ол маңызды? Себебі, тек формальдегид пен судың көмегімен ғана гликоль қышқылынан бастап рибозаға дейін сан алуан қанттарды алуға болады. Ал рибоза — рибонуклеин қышқылының құрамдас бөлігі.

Біраз РНҚ туралы

Барлық генетикалық ақпараттар ДНҚ-да сақталады, ал гендерді іске асыру, оқу, кодтау және реттеу үшін тірі ағзалар рибонуклеин қышқылдарын (РНҚ) қолданады. Өмірдің пайда болуы туралы сөз болғанда көптеген ғалымдар РНҚ молекуласы қарапайым, екі емес бір тізбектен тұрғандықтан РНҚ-ны ДНҚ-дан бұрын пайда болған деп есептеді.

Оған қоса, ұзақ уақыт бойы өмірдің туындауына екі компонент ғана қажет деп саналды: РНҚ (генетикалық ақпараттарды беру үшін) және ақуыздар (РНҚ репликацияларының, яғни көшірмесін жасауды өршіту үшін).

Сіздер бәлкім мектепте «Барлық ферменттер — ақуыздар, бірақ барлық ақуыздар ферменттер емес» деген тіркесті естіген боларсыздар. Біздің ұзақ уақыт бойы ақуыздардың өршіткіш қабілеттерін білуіміз тектен емес. Алайда \(1986\) жылы \(31\) қаңтарда Science журналында Томас Чектің, біздің ферменттер туралы және бүкіл әлем туралы да көзқарасымызды мәңгіге өзгерткен “The intervening sequence RNA of Tetrahymena is an enzyme” атты мақаласы шығады. Мәселе Tetrahymena thermopila инфузориясында аралық тізбекті кесу нәтижесінде (IVS) рибосомалық РНҚ пайда болатын үлкен РНҚ молекуласының бар екендігінде жатыр. Бұл IVS нәтижесінде кейбір олигорибонуклеотидтерді минутына екі молекула жылдамдықпен гидролиздей алатын циклді молекулалар түзе отырып, өздігінен кейбір фрагменттерді кесе алатын болып шықты. Бұл, әрине де, сондай әсерлі жылдамдық емес, бірақ РНҚ табиғи гидролизінен бірнеше есе тезірек, сонымен қатар ДНҚ-ның restriction enzymes  қатысуындағы гидролизінің жылдамдығына ұқсас. Бұл жаңалығы үшін РНҚ-ның басқа ағзалардағы өршіткіш қабілеттерін тәуелсіз зерттеген Чек және Олтмен \(1989\) жылы химия бойынша Нобель сыйлығын иеленген. Алда адамзат осындай РНҚ-ферменттер немесе рибозимдердің (ағыл. тілінен ribozyme ribosome+enzyme сөздерінен шыққан) әлі талай мысалын табады.

Үш-ақ аптадан кейін \(1980\) жылы химия саласындағы Нобель сыйлығын алған ДНҚ секвенирлеу әдісінің авторы Уолтер Гилберт РНҚ-ға негізделген әлемнің бар екендігі туралы болжам жасайды:

«Өзіндік синтезін өршітетін тек қана РНҚ-дан тұратын әлемнің бар екенін елестетуге болады»

"One can contemplate an RNA world, containing only RNA molecules that serve to catalyze the synthesis of themselves"

Гилберт егер интрон (генетикалық ақпараттарды тасымалдамайтын нуклеотидтердің аралық тізбегі) өзбетінше өзін РНҚ молекуласынан кесіп алатын болса, онда бұл процесс кері жүруі тиіс, демек, интрон қайта РНҚ молекуласына орналаса алады деп болжады. Мұндай жағдайда араларында экзон (генетикалық ақпараттарды тасымалдайтын нуклеотидтер тізбегі) бар екі интрон өздерін ажыратып алып, экзонды өзімен тасымалдап, басқа РНҚ молекуласына орналаса алады. Басқаша айтқанда, РНҚ-да кенеттен эволюцияның күшті қозғалтқышы болып келетін рекомбинацияға немесе гендердің жаңа комбинацияларын құруға деген мүмкіндіктері пайда болады.

Мұндай секіргіш элементтердің (транспозондар) басты қызметі генетикалық материалды бір ағзадан екінші ағзаға жеткізу болғандықтан, олар жынысты көбеюдің баламасын тудырады. Гилберт бұл жағдайда ақпараттық және функционалды молекулалар арасында өте пайдалы бөліну бар екенін байқады. Ақпарат сақтаушы молекулалар репликация процессін тездету үшін өте қарапайым (бірөлшемді) болулары керек. Ал белгілі бір функцияларды атқаратын молекулалар (рибозимдер) нақты үшөлшемді құрылымға ие болулары керек. Гилберт мұндай молекулалардың айырмашылығы жаңағы ақпараттық молекулаларда болатын, бірақ функционалды молекулаларды жасағанда өздігінен кесіліп қалған интрондардың бар-жоғында жатуы мүмкін деп ойлады.

Бәлкім, эволюцияның алғашқы кезеңдерінде РНҚ молекулалары барлық жаңа, әртүрлі молекулаларды жинай отырып, каталитикалық қызметтерді атқарған болар. РНҚ құра алатын NAD немесе FMN молекула спектрлері тәрізді кофакторлардың пайда болуымен кеңейіп, бәлкім ақуыз синтезі мүмкін болған кезеңге дейін жеткен шығар. Уақыт өте келе РНҚ-дан тиімдірек ақуыз-катализаторлар шығып, сондықтан оларды ферменттер рөлінде аламастырған. Ақыры ақпараттық молекула рөліндегі РНҚ-ны ауыстырған ДНҚ молекулалары пайда болған, себебі ДНҚ қауіпсіз: бір тізбектегі қателік, екінші тізбектегі ақпаратты ескере отырып оңай түзетіледі. Сол рекомбинантты РНҚ дәуірінің басты өкілдері қазіргі ДНҚ молекулаларында кездесетін сол интрондар мен экзондар болуы мүмкін.

Міне, біз тіршілікке қол жеткіздік! Бірақ жауап берілмеген бір сауал қалды: қалай біз РНҚ-ны бейорганикалық молекуладан ала аламыз? Мұның алдында біз рибоза алуға мүмкіндік беретін механизмді көрдік. Бірақ РНҚ-ның мономерлі бірлігі ретінде белгілі рибонуклеотид үш негізгі компоненттен тұрады: фосфат (бейорганикалық қосылыс), рибоза мен азотты негіз. Рибонуклеотид үшін қалған компоненттерді қалай алуға болады?

Рибонуклеотидтерді жасаймыз

Рибонуклеотид алу ұзақ уақыт бойы пребиотикалық химиямен айналысатын ғалымдардың басты мәселесі болғандығы таңқаларлық емес. РНҚ әлемі туралы болжам сондай қызықты болды, бірақ сол қалпы нуклеотидтің қалай түзілуі мүмкін екендігін ешкім түсіндіре алмады. Нуклеотидтердің рибоза мен азотты негіз ретіндегі әдеттегі бөлінуіне сүйене отырып, химиктер рибонуклеотидтердің синтезін үш кезеңге жіктеді:

1. Рибоза синтезі
2. Азотты негіз синтезі
3. Бірінші және екінші кезеңдегі өнімдердің қосылуы

Ғалымдар алғашқы екі кезеңді жүзеге асыра алды, алайда үшінші кезең оларды тығырыққа тіреді.

Солай \(2009\) жылға дейін болды. \(2009\) жылы Джон Сазерлендтің зерттеу тобы Миллер-Юри тәжірибесіндегідей процесс нәтижесінде түзіле алатын қосылыстардан цитидиннің (төрт рибонуклеотидтің бірі) арғы тегінің түзілу механизмін жариялады.

Жай ғана барлығы қандай қарапайым молекулалардан басталып, соңында неге келетіндігімізге қараңызшы. Тағы да бір мәрте химияның сиқырға ұқсас ғылым екеніне көз жеткізуге болады. Сазерленд синтезінің алдыңғыларынан айырмашылығы: ол рибоза мен азотты негізді бір уақытта синтездеудің амалын тапты, соның салдарынан азотты негіз бен рибозаға айналатын бөліктердің қосылу процесі ең алғашқы кезеңде болады.

Қорытынды

Сонымен ең соңында біз не аламыз? Біз өмірді құрудың химиялық реакцияларын жазып шықтық!

Тізбекті қайта келтірейік: Миллер-Юри тәжірибелері қарапайым бейорганикалық молекулалардан (метан, сутек, су, аммиак) органикалық молекулалар, оның ішінде: формальдегид, аминонитрил, гидроксиэтаналь мен аминқышқылдары пайда болатындығын көрсетті. Сазерленд сызбасы бойынша формальдегид, аминонитрил, гидроксиэтаналь мен аминқышқылдарынан рибонуклеотидтер алуға болады. Олардан біз РНҚ жасай аламыз. Чек пен Олтманның тәжірибелерінің арқасында біз рибонуклеин қышқылдары химиялық реакцияларды өршіте алатынын білдік. Гилберт эссесінің көмегімен біз тек РНҚ молекулаларынан тұратын әлемді елестеттік, онда молекулалардың бір бөлігі генетикалық ақпаратты сақтайды, ал екіншісі күрделі молекулалардың құрылуын катализдейді.

Ал ең бастысы — №\(7\)-ші жұмбақ шешілді! Біз егер протеазалардың синтезі үшін протеаза синтезіне қажетті гендер мен ферменттік ақуыздары бар тірі ағза қажет болғандағы протеазалардың қайдан шыққанын түсінгіміз келді. Біз РНҚ молекулаларының гендердің рөлін атқара алатындығын, ал ферменттік ақуыздардың орнына біз шығу тегін қарастырған РНҚ-ны қолдануға болатындығын анықтай алдық.

Өмір «синтезінің» барлық механизмі осы.

Химияға тереңдеп үңілген сайын сіз бұл мақалада сипатталған реагенттер мен реакция өнімдерін ғана емес, сондай-ақ олардың барлық механизмдерін де түсіне алатыныңызды ескерген жөн. Сіз тіпті әр электронның қимылын көрсете аласыз! Сіздің алдыңызда кез-келген қиындығы ғаламның ең ғаламат құпияларын — өмірдің пайда болу сырын — шешудің кішігірім ақысы ғана болып табылатын қызықты әлем ашылады. Мінекей, химияның бүкіл ғажабы да осыған негізделген.

«Beyond Curriculum» қоры «Пән ғажабы неде» циклы материалдарын «Караван знаний» жобасымен серіктестікте және «Шеврон» компаниясының қолдауымен жариялауда. «Караван знаний» – жетекші қазақстандық және халықаралық сарапшылардың қатысуымен орындалған алдыңғы қатарлы білім тәжірибелерін зерттеу мен талқылау бойынша бастама.

Аударған: Арайлым Талғатқызы

Редактор: Дильназ Жемісбек