Кіріспе
Өмірдің пайда болуы туралы гипотеза
The PAH world hypothesis is a speculative hypothesis that proposes that polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs), known to be abundant in the universe, including in comets, and assumed to be abundant in the primordial soup of the early Earth, played a major role in the origin of life by mediating the synthesis of RNA molecules, leading into the RNA world. However, as yet, the hypothesis is untested. Experiments conducted later showed that the other RNA and DNA nucleobases could be obtained through simulated prebiotic chemistry with a reducing atmosphere. The RNA world hypothesis shows how RNA can become its own catalyst (a ribozyme). In between there are some missing steps such as how the first RNA molecules could be formed. The PAH world hypothesis was proposed by Simon Nicholas Platts in May 2004 to try to fill in this missing step.
ПАҚ әлем гипотезасы – ғаламда, соның ішінде кометаларда көптеп кездесетін, ал ерте Жердің бастапқы сорпасында мол болған деп есептелетін полициклдік ароматты көмірсутектердің (ПАҚ) РНК молекулаларының синтезін жеңілдету арқылы, РНК әлеміне алып келген өмірдің пайда болуында маңызды рөл атқарғанын ұсынатын болжамдық гипотеза. Алайда, бұл гипотеза әлі тексерілген жоқ. Кейіннен жүргізілген тәжірибелер, атмосфераны тотықсыздандыру арқылы жүзеге асырылған алғашқы биохимиялық процестерде басқа РНК және ДНК нуклеотидтерінің де алынуы мүмкін екенін көрсетті. РНК әлем гипотезасы РНК-ның өзінің катализаторына (рибозимаға) қалай айналуы мүмкін екенін көрсетеді. Бірақ, алғашқы РНК молекулаларының қалай пайда болғаны сияқты аралықта белгілі бір жетіспейтін қадамдар бар. ПАҚ әлем гипотезасын Саймон Николас Платс 2004 жылдың мамырында осы жетіспейтін қадамды толтыру мақсатымен ұсынды.
The PAH world hypothesis is a speculative hypothesis that proposes that polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs), known to be abundant in the universe, including in comets, and assumed to be abundant in the primordial soup of the early Earth, played a major role in the origin of life by mediating the synthesis of RNA molecules, leading into the RNA world. However, as yet, the hypothesis is untested. Experiments conducted later showed that the other RNA and DNA nucleobases could be obtained through simulated prebiotic chemistry with a reducing atmosphere. The RNA world hypothesis shows how RNA can become its own catalyst (a ribozyme). In between there are some missing steps such as how the first RNA molecules could be formed. The PAH world hypothesis was proposed by Simon Nicholas Platts in May 2004 to try to fill in this missing step.
Полициклдік ароматты көмірсутектер
Полициклді ароматты көмірсутектер – көрінетін әлемдегі белгілі полиатомдық молекулалардың ең көп таралған және мол түрі, және олар алғашқы теңіздің құрамында болуы мүмкін деп саналады. 2019 жылдың сәуірінде ғалымдар, «Хаббл» ғарыш телескопымен жұмыс істеп, жұлдыздаралық кеңістікте, жұлдыздар арасындағы үлкен және күрделі иондалған молекулалар – бакминстерфуллереннің (C60) анықталғанын растады. (Фуллерендер өмірдің пайда болуына да қатысты болуы мүмкін; астроном Летиция Стангеллинидің айтуынша, «ғарыштан келген букиболдар Жердегі өмірдің тұқымын әкелген болуы мүмкін».) 2012 жылдың қыркүйегінде NASA ғалымдары жұлдызаралық ортаның (ЖЖО) жағдайларына ұшыраған ПАК-тардың гидрогенациялау, оттегілендіру және гидроксилдеу арқылы күрделі органикалық заттарға айналатынын хабарлады – «ақуыздар мен ДНК-ның құрауыштары – аминоқышқылдар мен нуклеотидтерге қарай жасалған қадам». Бұдан әрі, осы трансформациялардың нәтижесінде ПАК-тардың спектроскопиялық белгісі жоғалады, бұл «жұлдызаралық мұз кристалдарында, әсіресе суық, тығыз бұлттардың сыртқы аймақтарында немесе протопланеталық дискілердің жоғарғы молекулалық қабаттарында ПАК-тарды анықтаудың қиындығының» себебі болуы мүмкін. 2018 жылы зерттеушілер қарапайым органикалық қосылыстардан күрделі ПАК-тарға дейінгі төмен температуралық химиялық жолдарды анықтады. Мұндай химиялық жолдар Сатурнның серігі Титанның төмен температуралық атмосферасында ПАК-тардың болуын түсіндіруге көмектеседі, сондай-ақ ПАК әлемі гипотезасы тұрғысынан бізге таныс өмірге байланысты биохимиялық заттардың алғы қалдықтарын жасауда маңызды рөл атқаруы мүмкін. ПАК-тар әдетте теңіз суында жақсы ерімейді, бірақ иондаушы сәулелерге, мысалы, күн сәулесіне ұшырағанда, сыртқы сутек атомдары алынып, гидроксил тобымен алмастырылады, бұл ПАК-тардың ерігіштігін арттырады. Бұл өзгертілген ПАК-тар амфифильді, яғни олардың гидрофильді және гидрофобтық қасиеттері бар. Ерітіндіде олар дискотикалық мезогендік (сұйық кристалдық) үймелерге жиналады, липидтер сияқты, гидрофобтық бөліктерін қорғап ұйымдасады. 2014 жылы NASA ғаламдағы полициклді ароматты көмірсутектерді (ПАК) бақылауға арналған дерекқорды жариялады. Әлемдегі көміртектің 20%-дан астамы ПАК-тармен байланысты болуы мүмкін, олар өмірдің пайда болуына қажетті бастапқы материалдар саналады. ПАК-тардың Үлкен жарылыстан кейін бірнеше миллиард жыл өткен соң пайда болғаны болжанып отыр, және олар ғаламда кең таралған.
РНК-ға ұқсас желілердің ажырауы
Қоршаған ортаның рН-інің кейіннен уақытша төмендеуі (қышқылдықтың артуы), мысалы, күкірт диоксиді немесе көмірқышқыл диоксиді сияқты қышқыл газдардың жанартаулық шығарылуының нәтижесінде, негіздердің полиароматты көмірсутектерден (ПАГ) бөлініп, РНК сияқты молекулаларды (қазіргі РНК-да қолданылатын рибоза-фосфат тірекшесінің орнына формальдегид тірекшесімен, бірақ 0,34 нм-ге тең бірдей қадаммен) құруына мүмкіндік береді.