Živi svijet predstavlja kompleksno uređen sistem niza molekula. Sama DNK ili RNK nisu jedna molekula nego su polimeri nukleotida, koji opet u sebi imaju heterociklične azotne baze, određene šećere i fosfor. Proteini su polimeri aminokiselina. No odakle na Zemlji ove male molekule koje čine spomenute velike molekule? Neke su pronađene na meteoritima.
Naučnici već decenijama znaju da neki gradivni elementi, sastojci nukleinskih kiselina koje su ključ za nasljeđivanje i stvaranje složenih proteinskih molekula, postoje na meteoritima. Purinske baze i šećeri riboza i dezoksiriboza su već potvrđeni sastojci ovih stijena iz svemira. No pirimidinske baze nisu pronađene – sve do nedavno. Sada znamo da se sve komponente onoga što je „ključ života“ mogu naći u takvim svemirskim objektima kao što su meteori.
Jedna od velikih biohemijskih zagonetki života jeste odakle i kako su nastale RNK i DNK. Ove dugačke molekule čuvaju instrukciju za redanje malih molekula aminokiselina u lance koje zovemo proteini, a koji čine živi svijet.
Same RNK i DNK su građene iz naizmjenično i pravilno poredanih molekula fosforne kiseline, šećernih molekula koje se zovu riboza (kod RNK) i dezoksiriboza (kod DNK) i „slova“ adenin, timin, gvanin, citozin i uracil. Ta „slova“ u grupama po tri određuju redoslijed nizanja aminokiselina, pa tako i stvaranje sasvim različitih proteina.
Za spomenute šećere naučnici već imaju dokaze da bi meteori mogli biti izvor takvih molekula. Riboza je već dokazana u sastavu meteora. Adenin i gvanin, koji spadaju u tzv. purinske baze prema hemijskoj klasifikaciji, pronađeni su kao sastojci meteora koji su pali na Antarktik.
Međutim, ostale baze – citozin, uracil i timin – nisu pronađene u ovim stijenama. Ove tri baze, koje spadaju u pirimidinske baze nekako su „bježale“ naučnicima. Ipak, sada je potvrđeno kako su svi sastojci „supe“ potrebni za stvaranje bioloških molekula i građu živih bića dokazani u stijenama iz svemira.
Meteoriti koji su pali na Zemlju u prošlom vijeku sadrže svih pet baza (adenin, timin, gvanin, citozin i uracil) koje pohranjuju biološke informacije u DNK i RNK objavio je japansko-američki tim naučnika krajem aprila ove godine u Nature Communications u radu pod naslovom “Identifying the wide diversity of extraterrestrial purine and pyrimidine nucleobases in carbonaceous meteorites”.
Prijašnje metode ekstrakcije su koristile visoke temperature i uništavale su osjetljive molekule i one su se razgrađivale. Međutim, nova tehnika ekstrakcije uspjela je sačuvati nedostajuće gradivne elemente, baze citozin, gvanin i uracil.
Ovi spojevi, vezani za samu srž života na Zemlji kakav znamo, pronađeni su u četiri uzorka meteorita koji su pali prije nekoliko decenija u Australiju, Kentucky i Britansku Kolumbiju. U sva četiri, tim je otkrio i adenin, gvanin, citozin, uracil, timin, nekoliko spojeva povezanih s tim bazama, poput metiluracila i izocitozina, i nekoliko aminokiselina.
Naučnici su također izmjerili količine ovih tvari unutar tla sakupljenog s australske lokacije, a zatim ih uporedili s vrijednostima u meteoritu. Za neke otkrivene spojeve, vrijednosti meteorita bile su veće od okolnog tla, što sugeriše da su spojevi na Zemlju došli u tim stijenama.
„Ova studija pokazuje da bi raznolikost meteoritskih nukleobaza mogla poslužiti kao gradivni blokovi DNK i RNK na ranoj Zemlji“, napisali su u radu.
Ovaj nalaz daje još više kredibiliteta teoriji abiogeneze i „primordijalne supe“, prema kojoj su živa bića na Zemlji nastala iz nežive materije u slučajnom procesu usložnjavanja, prije nekih 3.5-3.8 milijardi godina. Millerov eksperiment iz 1952. godine je pokazao kako organske molekule mogu nastati iz anorganskih u specifičnim uslovima poput prisutnosti elektriciteta ili radijacije, a kakvi postoje upravo u svemiru.
Uzorci koje je prikupila japanska misija Hayabusa-2 s asteroida Ryugu nastavljaju otkrivati nove uvide u to kako su gradivni blokovi života mogli dospjeti na naš planet. Naučnici su u martu 2023. izvijestili o otkriću niacina (poznatog i kao vitamin B3) kao i uracila: jedne od četiri nukleotidne baze koje se nalaze u RNK, molekuli koju koriste svi živi organizmi za funkcioniranje.
NASA-ina misija OSIRIS-REx vratiće uzorke s asteroida Bennu 2023. godine, a komparativna studija sastava tih asteroida pružit će dodatne podatke za nadogradnju ovih teorija.
Reference:
- Oba, Y., Takano, Y., Furukawa, Y. et al. Identifying the wide diversity of extraterrestrial purine and pyrimidine nucleobases in carbonaceous meteorites. Nat Commun 13, 2008 (2022).
- Oba, Y., Koga, T., Takano, Y. et al. Uracil in the carbonaceous asteroid (162173) Ryugu. Nat Commun 14, 1292 (2023). https://doi.org/10.1038/s41467-023-36904-3
