Одна из самых больших загадок современной биологии — это 20 аминокислот. Почему белки практически всех живых организмов построены именно из этих «кирпичиков»? И почему их не 10?

20 аминокислот
Именно они (и только они) складываются в поразительно сложные и красивые структуры белков

Недавнее исследование канадских ученых Пола Хиггса (Paul Higgs) и Ральфа Падритца (Ralph Pudritz) проливает немного света на эту запутанную проблему.

Нам известно, что аминокислоты можно найти не только на Земле. Свидетельства их существования обнаружены и на других телах Солнечной системы, и далеко в космосе. Кроме того, не раз проводились эксперименты по модели Миллера — Юри, моделирующие условия существования молодой Земли и ее атмосферы. Максимум, который удалось получить в этих условиях — 10 различных аминокислот. Интересно, но в метеоритах, прилетевших к нам из космоса, обнаружены ровное те же 10 аминокислот. Эту связь заметили быстро — но вот объяснить ее пока не удается.

Впрочем, Хиггс и Падритц считают, что им это по силам. Для начала эти ученые ранжировали аминокислоты, которые встречаются в белках, в зависимости от того, насколько термодинамически выгодна реакция их синтеза. Это подтвердило догадку канадцев, что именно эти 10 аминокислот должны формироваться проще всего.

Но они пошли и дальше, предположив, что 10 аминокислот являются предшественниками сегодняшних 20-ти. Некогда системы-предки первых живых организмов пользовались лишь этим набором, а остальные 10-ть появились впоследствии (поскольку синтез их протекает намного труднее), когда понадобились более «тонкие» инструменты. К слову, должно это было произойти довольно быстро, поскольку самый древний известный нам «первоорганизм» появился на нашей планете не позднее 3,5 млрд лет назад.

Стоит заметить, что Хиггс и Падритц не одиноки в своих предположениях: мысль о «пребиотической» (т.е. «до-жизненной») роли 10-ти базовых аминокислот звучала раньше, и не раз. Однако лишь в этой работе она получила яркое физическое подтверждение.

Тем более что работа канадцев имеет и интересное логическое развитие. Законы термодинамики, насколько нам известно, одинаково действуют и на Земле, и в космосе, как угодно далеко от нас. Это значит, что те же 10 базовых аминокислот должны составлять основу и любой внеземной жизни, если она где-нибудь появится. А это значит — «Чужие» не будут нам такими уж чужими. Как пишут сами авторы работы, «Общее действие законов термодинамики и естественного отбора позволяет предположить, что генетические основы жизни на Земле должны иметь много общего с жизнью на другой планете». А жизнь такая наверняка есть, ведь по подсчетам одного ученого, только в нашей галактике разумных цивилизаций… ровно 361. Читайте: «Считаем инопланетян».

По публикации The Physics ArXiv Blog