Квантовая химия решает тайну, почему есть эти 20 аминокислот в генетическом коде: ответ на старый и фундаментальный вопрос биохимии

Вся жизнь на Земле основана на 20 аминокислотах, которыми руководит ДНК, дабы организовать белки. В унаследованной ДНК это неизменно – три последовательных основания ДНК либо кодоны, каковые объединяются, дабы «закодировать» один сингл этих 20 аминокислот. Проистекающая сетка кодонов – то, что известно как генетический код. «Исследователи были озадачены на протяжении многих лет, из-за чего эволюция выбрала эти 20 аминокислот для генетического кодирования», сообщил доктор наук Бернд Моосман. «Присутствие последних и новейших семи аминокислот особенно тяжело растолковать, по причине того, что подходящие и функциональные белки смогут быть собраны, применяя легко первые и самые ветхие 10 – 13 аминокислот».

В новом подходе исследователи сравнили квантовую химию всех аминокислот, применяемых судьбой на Земле с квантовой химией аминокислот от пространства, введенного на метеоритах, и с той из современных справочных биомолекул. Они нашли, что более новые аминокислоты систематически становились более мягкими, т.е., с большей готовностью реактивные либо склонные, дабы претерпеть химические трансформации. «Переход от мертвой химии в том месте в космосе к нашей собственной биохимии тут сейчас был отмечен таким образом и увеличением мягкости расширенной реактивности стандартных блоков», растолковал Моосман. Исследователи смогли проверить результаты собственных теоретических вычислений в химических опытах. Функциональные нюансы кроме этого, должно быть, игрались большую роль довольно более свежих аминокислот, потому, что эти снова прибывшие чуть показывают конкретные преимущества в то время, когда дело доходит до строительства структур белка.

Но неприятность осталась, из-за чего мягкие аминокислоты были добавлены к коробке для инструментов во-первых. С чем совершенно верно эти с готовностью реактивные аминокислоты, как предполагалось, реагировали?

На базе их результатов исследователи приходят к заключению, что, по крайней мере, кое-какие новые аминокислоты, в особенности метионин, триптофан и selenocysteine, были добавлены в следствии повышения уровней кислорода в биосфере. Данный кислород содействовал формированию неядовитых радикалов, которое выставляет клетки и современные организмы к широкому окислительному напряжению. Новые аминокислоты подверглись химическим реакциям со таким образом и свободными радикалами очистили их действенным методом. Окисленные новые аминокислоты, со своей стороны, были легко поддающимися ремонту по окончании окисления, но они защитили другие и более полезные биологические структуры, каковые не являются поддающимися ремонту от позванного кислородом повреждения.

Следовательно, новые аминокислоты предоставили отдаленным предкам всех живых клеток с весьма настоящим преимуществом выживания, которое разрешило им быть успешными в большем количестве окисления, «храброго» нового мира на Земле. «С этим в поле зрения, мы имели возможность характеризовать кислород как автора, додающего весьма последний штрих к генетическому коду», заявил Моосман.

Блог автомобилиста