20:45 22 Październik 2020
Nauka I tech
Krótki link
4105
Subskrybuj nas na

Polscy naukowcy stworzyli program komputerowy, który wyświetla wszystkie warianty reakcji chemicznych między danymi substancjami.

Program o nazwie Allchemy został stworzony przez naukowców z Instytutu Chemii Organicznej Polskiej Akademii Nauk.

Umieszczając w nim sześć najprostszych cząsteczek, autorzy wśród produktów trzeciego etapu oddziaływań uzyskali pierwsze aminokwasy i inne złożone związki biochemiczne, które stanowią podstawę życia. 

Głównym zagadnieniem chemii prebiotycznej zawsze było zrozumienie, jakie reakcje chemiczne doprowadziły do powstania życia na Ziemi. Pomimo tego, że nauka dokonała w ostatnich latach znacznych postępów w dziedzinie syntezy organicznej, aby zrozumieć, jak mówią chemicy, cały krajobraz prebiotyczny, należy wziąć pod uwagę ogromną liczbę powtarzających się reakcji chemicznych z sukcesywnym powstawaniem coraz bardziej złożonych produktów.

Jest to teraz możliwe dzięki nowemu programowi Allchemy, który jest w stanie wyświetlić prebiotyczną syntezę złożonych związków biochemicznych pochodzących z najprostszych poprzedników.

Jako przykład autorzy wzięli sześć substancji substratu, które występowały na Ziemi we wczesnym etapie jej rozwoju - wodę, azot, siarkowodór, metan, amoniak i cyjanek. Aby obliczyć reakcje, naukowcy wykorzystali sprawdzone i udowodnione mechanizmy chemiczne działające w warunkach, jakie istniały na Ziemi w okresie, gdy na niej rodziło się życie.

Obliczenia wykonano najpierw dla sześciu oddziałujących ze sobą substratów, a następnie kolejno dla każdej generacji ich produktów. Umożliwiło to zbudowanie pełnej sieci możliwych prebiotycznych reakcji chemicznych.

Modelowanie wykazało, że na pierwszym etapie syntezy z sześciu wyjściowych związków wyłoniło się dziesięć nowych, ale wszystkie były abiotyczne, czyli niezwiązane z żywymi systemami. Jednak już na drugim etapie pojawił się pierwszy najprostszy aminokwas - glicyna. Na piątym etapie liczba zsyntetyzowanych cząsteczek sięgnęła dziesięciu tysięcy.

Autorzy zwracają uwagę, że program nie tylko przyniósł wszystkie znane związki biotyczne otrzymane podczas syntezy danych prekursorów, ale także pokazał nieznane wcześniej drogi prebiotycznej syntezy wielu związków organicznych. Wszystkie te drogi zostały potwierdzone przez naukowców eksperymentalnie.

Algorytm umożliwił zidentyfikowanie nawet całego nieznanego chemikom układu reakcyjnego - cyklu samoregeneracji kwasu iminodioctowego, a także zidentyfikował trzy główne szlaki syntezy prebiotycznej: poprzez tworzenie związków pełniących rolę katalizatorów w kolejnym etapie; poprzez funkcjonalne systemy chemiczne i cykle odnowy; oraz poprzez tworzenie się prymitywnych biocząsteczek surfaktantów.

Allchemy jest programem typu open source. 

Zobacz również:

Naukowcy udowadniają: to kobiety są głównym motorem ewolucji
Wspólny przodek człowieka i rekina: odkryto tajemnicę ewolucji hemoglobiny
Tagi:
komputer, badania, chemia, Polska
Standardy społecznościDyskusja
Komentarz przez SputnikKomentarz przez Facebook
  • Komentarz