تتكون جميع أنواع الحياة التي نعرفها من نفس الوحدات الكيميائية. تشمل هذه الوحدات الببتيدات التي لها وظائف مختلفة في الجسم ، بما في ذلك نقل المواد ، أو تسريع التفاعلات ، أو تكوين هياكل عظمية مستقرة في الخلية. تتكون الببتيدات من أحماض أمينية مفردة مرتبة في ترتيب معين. يحدد التسلسل الدقيق الخصائص النهائية للببتيد.
كيف نشأت هذه الجزيئات الحيوية متعددة الأوجه هو أحد الأسئلة حول أصل الحياة. تشير الأحماض الأمينية المختلفة والقواعد النووية والسكريات الموجودة في النيازك إلى أن مصدر الحياة قد يكون خارج كوكب الأرض.
ومع ذلك ، من أجل أن تتكون الببتيدات من أحماض أمينية مفردة ، هناك حاجة إلى العديد من الشروط الخاصة التي كان يُعتقد سابقًا أنها من المرجح أن تحدث على الأرض.
تتطلب الخطوة الأولى الماء ، بينما الخطوة الثانية لا تتطلب الماء.
قال الدكتور سيرج كراسنوكوتسكي من معهد ماكس بلانك لمختبر الفيزياء الفلكية: “يلعب الماء دورًا مهمًا في تكوين الببتيدات”.
في هذه العملية ، تتحد جزيئات الأحماض الأمينية الفردية لتشكل سلسلة. لكي يحدث هذا ، يجب إزالة جزيء واحد من الماء. أظهرت حساباتنا الكيميائية الكمية أن الحمض الأميني جلايسين يمكن أن يتشكل بواسطة مادة كيميائية تسمى aminoketone ، والتي تتحد مع جزيء الماء.
ببساطة ، في هذه الحالة يجب إضافة الماء للمرحلة الأولى من التفاعل ، ويجب إزالة الماء للمرحلة الثانية.
مع العلم بذلك ، تمكن فريق بقيادة Krasnokotsky من العثور على مسار رد فعل يمكن أن يحدث في الفضاء ولا يتطلب الماء.
قال كراسنوكوتسكي: “بدلاً من النظر إلى مسار التحويل الكيميائي الذي تتشكل من خلاله الأحماض الأمينية ، أردنا أن نرى ما إذا كانت جزيئات الأحماض الأمينية للكيتين يمكن أن تشكل مباشرة الببتيدات”.
لقد فعلنا ذلك في ظل الظروف السائدة في السحب الجزيئية للكون ، أي على جزيئات الغبار في الفراغ ، حيث تتوافر المواد الكيميائية ذات الصلة مثل الكربون والأمونيا وأول أكسيد الكربون.
في غرفة التفريغ ، يتم وضع الركيزة كنموذج لسطح الجسيمات مع الكربون والأمونيا وأول أكسيد الكربون عند ضغط حوالي أربعة مليارات من ضغط الهواء العادي ودرجة حرارة تقل عن 263 درجة مئوية.
يقول كراسنوكوتسكي: “تظهر الدراسات أنه في ظل هذه الظروف ، يتكون الببتيد متعدد الجليسين من مواد كيميائية بسيطة”. إذن فهذه سلاسل بسيطة جدًا من الأحماض الأمينية الجلايسين ولها أطوال مختلفة. أطول عينة تتكون من 11 وحدة من الأحماض الأمينية.
في هذه التجربة ، تمكن الفريق الألماني من التعرف على aminoketones. تعود حقيقة أن التفاعل يمكن أن يحدث في درجات الحرارة المنخفضة هذه إلى التفاعل العالي لجزيئات أمينوكيتون.
الآن وقد تم اكتشاف أنه ليس فقط الأحماض الأمينية ولكن أيضًا سلاسل الببتيد يمكن أن تتشكل في ظل الظروف الكونية ، يمكننا تحويل انتباهنا إلى الفضاء بدلاً من الأرض عندما ندرس أصل الحياة.
46
.