Kako znati jesu li molekule iz živog ili neživog?

U školi se uči da je teorija prema kojoj organski spojevi mogu nastati samo u organizmu, u živom biću, pobijena još 1828. godine; tada je naime mladi njemački kemičar Friedrich Wöhler slavodobno napisao u pismu svome mentoru Jønsu Jakobu Berzeliusu u Švedskoj da je uspio prirediti mokraćevinu, „a da mu za to nisu bili potrebni bubrezi ni čovjeka ni psa“. Otada su kemičari sintetizirali milijune organskih (dakle, ugljikovih) spojeva, pa više nikome ne pada na pamet da iz naftalina izvlači vitaliziramoteoriju prema kojoj organski spojevi mogu nastati samo djelovanjem nekakve posebne „životne sile“ (vitalis vijak). Vitalizam je zauvijek otišao u prošlost zahvaljujući radu kemičara-sintetičara, a još više napretka istraživanja o postanku života, koja su riječju (teorijom) i djelom (eksperimentom) pokazala da su mnogi životvorni spojevi – od aminokiselina do šećera i baze nukleinskih kiselina – mogli nastati. u prirodi i abiogeno, dakle bez posredovanja bilo čega živog. Ne samo da su mogli, nego su i nastali. Dokaz toga je u mnogim organskim spojevima (među kojima su nukleinske baze i aminokiselin) pronađenima u meteoritima, jezgrama kometa, pa iu milijardama svjetlosnih godina udaljenim difuznim maglicama, „tamo gdje se zvijezde rađaju“.

No problem vitalizam nije tako jednostavan kako se na prvi pogled čini. Mnoge molekule koje se nalaze u živim bićima nalazimo i na mjestima gdje živih bića nema niti ih je ikad bilo, no mnoge i ne nalazimo. Zašto? Koji je tome razlog? Odgovor na to pitanje bila je pozajmila skupina znanstvenika iz Sjedinjenih Država i Ujedinjenog Kraljevstva te su rezultate svojih istraživanja objavili u časopisu Komunikacija s prirodom. Naslov znanstvenog rada, „Identificiranje molekula kao biopotpisa s teorijom sklapanja i masenom spektrometrijom“ otkriva i namjenu istraživanja: htjeli ste pronaći što objektivniji kriterij prema kojem biste mogli vidjeti postoji li život na drugim planetima, kako u našem tako iu drugim zvjezdanim sustavima. Tražiti molekule (biopotpisi) koje postoje u živim bićima na Zemlji ne jamči uspjeh, jer doista ne možemo znati na koji i kakvim se biokemijskim osnovama temelji život na drugim svjetovima. Pretpostavka da se život svuda u svemiru osniva na proteinima sastavljenim od upravo 20 aminokiselina te molekula DNA i RNA izgrađenih od četiri vrste nukleotida, čini mi se isto tako naivnim kao i vjerovanje znanstvenika u prošlim stoljećima da na Mjesecu i Marsu (čak i na Suncu! ) postoje gradovi i kraljevstva.

Autori spomenutog rada pronašli su objektivan kemijski kriterij za znak života u indeksu molekulske složenosti (indeks molekularne montaže, MA), kojeg su sami izveli. Taj je indeks, najjednostavnije rečeno, najmanji broj koraka koje treba napraviti da se od osnovnih elemenata (atoma i kovalentnih veza) složi zadana molekula. Unatoč jednostavnosti, gotovo bismo rekli naivnosti takvog modela (jer broj atoma i veza u molekuli ne određuje broj reakcija koje su potrebne da se ona sintetizira), model se pokazao izvanredno plodonosnim. Kada su odredili MA molekule koje su pronađene u meteoritima te dobivene eksperimentima kojima se simulirao postanak života na Zemlji, te ih usporedili s izoliranim molekulama iz bakterija i drugih organizama, došli su do nedovoljno uspješnog zaključka: molekule s MA> 15 mogu nastati samo djelovanjem živih bića. !

No čemu služi spominjanje masovna spektrometrija (masovna spektrometrija) u naslovu? To je eksperimentalna metoda (MS) kojom se molekule (u potpunosti – MS2 metoda) razbijaju na fragmente, da bi se fragmenti potom odvajali u magnetskom polju, prema omjeru njihove mase i naboja (m/z). Logično je pretpostaviti da će se molekula s većim indeksom MA razložiti na veći broj fragmenata. To se pokazalo točnim na primjeru 114 molekula, što otvara mogućnost da se i bez izravne identifikacije molekula (tj. određivanja njihove kemijske formule) odredi indeks MA te sazna da je uzorak nešto živo.

Rezultati ovog istraživanja budi nadu da ćemo lakše pronaći život u svemiru, ali i još nešto. Palo mi je na pamet da bi se kriterij MA> 15 također mogao koristiti za pronalaženje prvog života na Zemlji. Svi proteini aminooksilini imaju MA <15, te su stoga mogli nastati abiogenim putem, prije nastanka života. Međutim, to nije slučaj za nukleotid, građevne jedinice nukleinskih kiselina. Nukleinska baza adenina ima MA=9, no adenozin-trifosfat (ATP) od kojeg se sintetiziraju DNA i RNA, ima MA=21, pa stoga nije mogao postati bez žive stanice. Znači li to da je prije života kakvog poznajemo bilo života bez nukleinskih kiselina? Iz svega rečenog odgovor može biti samo potvrđen.

Nenad Raos je kemičar, znanstveni savjetnik u trajnom zvanju, koji je radio do umirovljenja 2016. godine u zagrebačkom Institutu za medicinska istraživanja i medicinu rada (IMI). Autor je i koautor oko 200 znanstvenih i stručnih radova iz područja teorijske (računalne) kemije, kemije kompleksnih spojeva, bioanorganske kemije i povijesti znanosti. Bio je pročelnik Sekcije za izobrazbu Hrvatskog kemijskog društva, glavni urednik Prirode te urednik rubrike Kemija u nastavi u časopisu Kemija u industriji. Još se od studentskih dana bavi popularizacijom znanosti. Autor je 3000 znanstveno-popularnih članaka te 15 znanstveno-popularnih knjiga, među kojima i “The Cookbook of Life – New Theories on the Origin of Life”.

Linkovi preporučujem

📢 POKLON!

Redmi 12

Kupnjom ovog pametnog telefona na poklon dobivaš Redmi Buds 4 Lite!

189,99 € 1.431,48 kn gdje je

Ronis preporuka

Doživite zvuk na višoj razini.

FOKALNA ARIJA 948 Prvobitni orah

3-sistemski bass-reflex, samostojeći zvučnici, Frekvencijski raspon (+/- 3dB): 37Hz – 28kHz, Osjetljivost (2.83V / 1m): 92.5dB, Preporučena snaga pojačala: 40 – 350W

2.699,00 € 20.335,62 kn 3.598,00 € Akcija

Moćan zvuk, ikonički dizajn.

MARSHALL Woburn BT II

Bluetooth 5.0 i aptX, RCA ili 3,5 mm ulaz, frekvencijski raspon 30-20 000 Hz, Dva visokotonca od 1″ i dva subwoofera od 5,25″ zasebno se napajaju pojačalima klase D ukupne snage 110 vata.

429,00 € 3.232,30 kn 497,58 € Akcija

Tvoj zvuk- bilo gdje, bilo kada.

BLUESOUND HUB crni

Bluesound HUB vam omogućuje da pretvorite bilo koji staromodni glazbeni player u izvor audio streaminga visoke rezolucije. HUB je bežični audio adapter i mrežno pretpojačalo. Zgodan alat za ljubitelje glazbe za prijenos zvuka na mrežu – iz bilo kojeg izvora.

299,00 € 2.252,82 kn 358,00 € Akcija

Iskusi glazbu bez ograničenja.

URBANISTA Tokyo True Wireless Dark Clown

Urbanista Tokyo prave bežične slušalice donose vam istinsko uživanje u glazbi i pravu bežičnu slobodu. Ergonomski dizajn, autonomija baterije 3 sata, kutija za punjenje slušalica do 3 puta, tako da baterije traju do 12 sati ukupno.

85,00 € 640,43 kn 125,95 € Akcija

Središte svake dobre zabave.

JBL Boombox 3 crni (Bluetooth, IP67)

Novodizajnirani prijenosni zvuk pruža dublji bas od svojih prethodnika i ima intenzivnu jasnoću i još snažniji zvuk nego prije. Uz 24 sata reprodukcije, JBL Original Pro Sound može potaknuti svaku zabavu od izlaska do zalaska sunca.

569,00 € 4.287,13 kn gdje je

Doživite savršenstvo surround zvuka.

SONOS ERA 300 (Bluetooth, Wi-Fi)

Sa šest optimalno postavljenih prednjih, bočnih i gornjih drajvera koji podržavaju Dolby Atmos Music, revolucionarni akustični dizajn projektira zvuk od zida do zida i poda do stropa, uranjajući vas u svaku dimenziju pjesme.

519,90 € 3.917,19 kn gdje je

Party doživljaj kakav se pamti.

SHARP PS-949

Prijenosni s ugrađenim kotačima i ručkom za nošenje, ponesite svoju glazbu u pokretu! Utor za držač telefona/tableta na vrhu za jednostavan pristup popisu pjesama + punjenje putem USB priključka za punjenje

279,00 € 2.102,13 kn gdje je

Soundbar za savršenu audio atmosferu.

DALI Katch One

10 ugrađenih drajvera, savršeno uparenih sa snažnim 4x 50W pojačalom, ulazi: HDI, 2x optički, analogni, Bluetooth, frekv. raspon (+/-3 dB) [Hz] 46 – 25.000, vršna snaga [dB] 101

749,00 € 5.643,34 kn gdje je

Uroni u impresivan zvuk i čisto zadovoljstvo.

AV receiver MARANTZ NR1510 srebro zlato

Tanak 5.2-kanalni Ultra HD AV receiver s ugrađenom HEOS tehnologijom, snaga 50 W po kanalu (8 ohma), 6 HDMI ulaza s punom podrškom za HDCP 2.3, podrška za Dolby Vision, Hybrid Log-Gamma, eARC i ALLM, 4K/60 Hz full-rate pass-through, Wi-Fi, podrška za glasovne kontrole i usluge strujanja.

739,00 € 5.568,00 kn gdje je

HIFI zvučnici koji stvaraju glazbenu magiju u svakom trenutku.

Zvučnici REVEL Concerta2 F35

Elegantan samostojeći zvučnik, stražnji bas refleks, preporučena ulazna snaga 30-180W,osjetljivost 90dB, nominalna impedanca 6Ohma, frekvencijski raspon 35-20,000Hz

2.123,00 € 15.995,74 kn gdje je

Uživajte u slušanju vinila bez ograničenja.

Gramofon TEAC TN-3B trešnja

TEAC TN-3B gramofon s gumenim pogonom, 2 brzine. Motor je odvojen od kućišta, pa je utjecaj smanjen. Novost je i S ručka s tzv “knife-edge” ležajem za okomito, kugličnim ležajem za horizontalno kretanje.

555,00 € 4.181,65 kn gdje je

Ponesi snagu glazbe kamo god ideš

Prijenosni i party zvučnici

Doživite robusnu kvalitetu zvuka koja će zasigurno dići sve na noge, bez obzira na vrstu glazbe koju puštate. S našim izborom zvučnika lako je stvoriti savršenu atmosferu zabave!

Pripremi se za vrhunsko audio iskustvo uz našu hifi pojačalu

Marantz, Denon, Yamaha, NAD

Otkrijte cijeli asortiman stereo pojačala i transformirajte svoje iskustvo slušanja.

Više o temiIzvor:Bug.hr