Вчені, можливо, нарешті з'ясували, чому АТФ живить все життя на Землі
Якщо є щось, що більшість людей пам'ятає навіть зі шкільного курсу біології, то це те, що мітохондрії — це «електростанція клітини». Чому? Тому, що він створює АТФ, клітинну хімічну речовину, яка дає енергію всім формам життя на Землі, включаючи людину.
Але хоча люди знали про АТФ вже досить давно, те, як він насправді піднявся до метаболічного домінування, залишалося загадкою. Його універсальність припускає, що він існував із самого початку життя, але його складність — і, отже, енергія, необхідна для фактичного його створення — робить це малоймовірним. Таким чином, вчені вже давно сушать мозки над цим питанням.
Поки, мабуть, зараз.
У новому дослідженні, опублікованому в журналі PLOS Biology, група дослідників з Університетського коледжу Лондона стверджує, що він став "універсальною валютою життя" завдяки такій дрібниці, як фосфорилювання.
Фосфорилювання — це процес утворення АТФ. Молекула фосфату додається до іншої хімічної речовини, яка називається АДФ, і вуаля: народжується АТФ. Той же фосфат, як пояснює ScienceAlert, потім використовується для іншого процесу, званого гідролізом, або реакції органічної хімічної речовини з водою, яка розщеплює АТФ для використання — і цей зв'язок з водою може бути тим, в чому полягає секрет метаболічного домінування АТФ.
Ну, частково. Як з'ясували вчені під час своїх досліджень, АТФ не може піднятися на вершину поодинці. Для цього йому були потрібні й вода, і інша фосфорилююча молекула, яка називається АцФ. І насправді цілком ймовірно, що АТФ витіснила АцФ із позиції головного джерела енергії.
АцФ — це клітинна хімічна речовина, яку одноклітинні організми, такі як бактерії та археї, досі використовують для власних метаболічних процесів. Оскільки AcP так тісно пов'язаний з цими дуже ранніми формами мікробного життя, він також вважається однією з ранніх клітинних хімічних речовин.
У ході дослідження вчені виявили, що при додаванні у воду, багату на іони заліза, які могли бути присутніми в прісній воді на ранній Землі в результаті вивержень вулканів, АцФ може фосфоризувати АДФ в АТФ.
Іншими словами? Ймовірно, першим тут був АцФ, і за правильних умов фосфорилювання – і, отже, АТФ – стало можливим. А з утворенням складнішої частки, якою є АТФ, зрештою стали можливі складніші форми життя (такі як ми!).
«Було дуже несподівано виявити, що реакція настільки вибіркова щодо іонів металів, донорів фосфатів і субстратів — з молекулами, які досі використовуються в житті», — йдеться у заяві співавтора дослідження та біохіміка Сільвани Пінна. «Той факт, що це найкраще відбувається у воді за м'яких, сумісних із життям умов, справді має велике значення для походження життя».
«З часом, з появою відповідних каталізаторів, АТФ може зрештою витіснити АцФ як всюдисущого донора фосфатів, — додав співавтор і біохімік Нік Лейн, — і сприяти полімеризації амінокислот та нуклеотидів з утворенням РНК, ДНК та білки.
Хоч результати не зовсім остаточні, вони цікаві. Люди давно запитували, звідки ми — та й усе інше — походять. Принаймні це дослідження дає новий цікавий ключ до розгадки.
Джерела: ScienceAlert
