Ameriški kemiki so pokazali, da bi diamidofosfat, ki je bil na voljo na mladi Zemlji, lahko sodeloval v reakcijah, ki so privedle do nastanka nukleotidov in membran bodočih celic.
Verige DNA in RNA so sestavljene iz nukleozidov, vezanih na fosfatne enote. Potreben je tudi za tvorbo dvojnega sloja fosfolipidov - osnove celičnih membran in za reakcije tvorbe peptidov iz posameznih aminokislin. Medtem ko je pojav večine spojin, ki sestavljajo biološke makromolekule, že ugotovljen, s fosforilacijo - reakcijami, ki bi lahko privedle do dodatka fosfatov - pa je položaj še vedno težaven.
Predlagani so bili številni scenariji, ki bi jih bilo mogoče uresničiti v razmerah zgodnje Zemlje, vendar se doslej ne razlikujejo po jasnosti in preprostosti. Torej se domneva, da bi lahko različne vrste fosfatov reagirale z različnimi molekulami in vsakič - v svojih, posebnih, pogojih. Vse to je pretežko izvedljivo, zlasti v okviru enotnega okolja, v katerem so očitno prihajale reakcije, ki so privedle do nastanka življenja.
Novo - in veliko bolj preprosto - različico je predstavila skupina kemikov z Raziskovalnega inštituta Scripps (TSRI), ki jo je vodil Ramanarayanan Krishnamurthy. V članku, objavljenem v reviji Nature Chemistry, so predstavili diamidofosfat (DAP) kot univerzalno sredstvo za fosforilacijo v prebiološki kemični evoluciji. V laboratoriju so znanstveniki dokazali, da je v vodni raztopini DAP sposoben interakcije z vsemi nukleozidi predhodnika RNA v širokem razponu temperatur in drugih pogojev.
V prisotnosti imidazolnega katalizatorja (ki je bil menda precej razširjen na zgodnji Zemlji) DAP reagira tako z glicerolom kot z maščobnimi kislinami - osnovo fosfolipidov celične membrane, ki v vodi takoj tvorijo votle vezikle. In že pri sobni temperaturi DAP reagira z aminokislinami - asparaginom, glutaminom, glicinom -, ki sodelujejo pri tvorbi kratkih peptidnih verig iz njih.
Fosforilacija treh vrst organskih spojin - nukleozidov, aminokislin in maščobnih kislin - z DAP daje pripravljene oligonukleotide, peptide in membranske vezikule / Krishnamurthy Lab, TSRI
Prej so Krišnamurti in njegovi sodelavci pokazali sposobnost DAP, da fosforilira preproste sladkorje, tako da sodeluje pri sintezi številnih drugih molekul, pomembnih za življenje. Glede na to, da so se vse te reakcije odvijale v laboratoriju v najbolj običajnih pogojih, bi lahko tudi na mladi Zemlji nadaljevali. Poleg tega je mehanizem fosforilacije, ki je realiziran v interakcijah z DAP, enak mehanizmu, ki ga danes uporabljajo učinkovitejše beljakovinske kinaze, kar je lahko še en posreden argument v prid velike vloge, ki jo je ta fosfat igral v nastanku življenja.
Sergej Vasilijev
Promocijski video: