«Асимметрия» биологических молекул может иметь космическое происхождение

Французские исследователи представили новые данные о том, почему многие хиральные биологические молекулы встречаются на нашей планете только в одной из возможных форм.

Хиральными, напомним, называют молекулы, существующие в двух формах, одна из которых представляет собой зеркальное отражение второй и не может быть совмещена с ней любой комбинацией вращений и перемещений. При получении в лабораторных условиях выявить превосходство одного варианта некоей хиральной молекулы над другим не удаётся, но в живых организмах часто используется только одна из версий. К примеру, аминокислоты, составляющие протеины, находятся в «леворукой» L-форме, а сахара в ДНК — в D-форме.

Объяснить это явление можно двумя способами. Сторонники первой гипотезы, которая в настоящее время теряет популярность, предполагают, что жизнь зарождалась в условиях идеального баланса между разными вариантами хиральных молекул, а нарушение равновесия стало следствием эволюции. Их противники утверждают, что асимметричное распределение установилось ещё до развития жизни и имеет космическое происхождение. Такая точка зрения получила некоторую экспериментальную поддержку: учёным удалось синтезировать хиральные органические молекулы в условиях, имитирующих космические.

Задачей авторов рассматриваемой работы стало не только получение хиральных молекул, но и создание дисбаланса между формами. Эксперименты проводились на французском синхротроне SOLEIL, который был использован в качестве источника УФ-излучения с круговой поляризацией (то, что в областях звездообразования на вещество может воздействовать свет с круговой поляризацией, уже установлено).

Рис. 1. Пучок УФ-излучения с круговой поляризацией, проходящий сквозь заполненный ксеноном газовый фильтр на установке SOLEIL (фото Thomas Lannes).

В условиях низких температур исследователи облучали молекулы воды, аммиака и метанола. При дальнейшем нагревании и анализе полученных органических остатков было обнаружено заметное (до 1,34%) снижение содержания L-формы аминокислоты аланина; «переворачивание» поляризации дало аналогичное превышение на 0,7%. Сниженную амплитуду эффекта во втором случае учёные объясняют тем, что на образец падало меньшее число фотонов.

Ничего подобного в эксперименте с линейно поляризованным излучением отмечено не было. Кроме того, указанная величина в 1,34% сходится с данными по асимметрии содержания разных форм аминокислот в веществе метеоритов.

Результаты исследований опубликованы в статье:

Pierre de Marcellus, Cornelia Meinert, Michel Nuevo, Jean-Jacques Filippi et. al. NON-RACEMIC AMINO ACID PRODUCTION BY ULTRAVIOLET IRRADIATION OF ACHIRAL INTERSTELLAR ICE ANALOGS WITH CIRCULARLY POLARIZED LIGHT. – Astrophysical Journal Letters. – 2011 727 L27, doi: 10.1088/2041–8205/727/2/L27.

Источник

«Каждый ученый изгоняет бога из той науки, которая составляет предмет его специального изучения»

Лафарг П.

Файлы

Общая теория роста человечества

Аристотель "Политика. Этика. Поэтика"

Слепой часовщик

Профилактика старения для всех