Биологи объяснили появление АТФ, универсального источника энергии живых клеток
Британские биологи выдвинули новую теорию образования аденозинтрифосфата. Статья об этом опубликована в PLOS Biology.
Аденозинтрифосфат, или АТФ — это универсальный источник энергии для всех биохимических процессов, протекающих в живых системах, в частности для образования ферментов. Кроме того, АТФ необходим для сокращения мышц, передачи нервных импульсов и деления клеток. Происхождение АТФ остается загадкой, поскольку, согласно современной теории эволюции, любые элементы сначала появляются как простые и постепенно усложняются. Биологам же трудно представить простого эволюционного предшественника АТФ.
Ник Лейн из Университетского колледжа Лондона и его коллеги предложили новое объяснение происхождения АТФ. Согласно их идее, на ранних стадиях пребиотической химии могло существовать какое-то соединение, которое играло ключевую роль в преобразовании АДФ в АТФ без участия АТФ-синтазы. В клетках за синтез аденозинтрифосфата отвечают митохондрии, специальные «энергетические машины». Для этого им нужны продукты окисления углеводов, жиров и белков, полученных с пищей. Согласно теории симбиогенеза, которой придерживаются большинство биологов, митохондрии — это бывшие бактерии. Примитивные клетки — прокариоты — имели серьезные ограничения в развитии, потому что не могли использовать кислород для генерации энергии. Ранние бактерии научились это делать — сначала возник симбиоз прокариот и бактерий, а затем микроорганизмы, вырабатывающие энергию, вошли в состав клеток.
Авторы работы внимательно исследовали все молекулы, которые, во-первых, в своем метаболизме используют бактерии, а во-вторых, теоретически могут участвовать в сложном процессе фосфорилирования. Оказалось, что из всех подобных веществ переводить АДФ в АТФ способен только ацетилфосфат, причем особенно эффективно — в водной среде в присутствии ионов трехвалентного железа.
В ходе экспериментов удалось подтвердить, что аденозинтрифосфат впервые появился в неглубоких пресных водоемах. Исходными компонентами для синтеза могли стать фосфаты и тиоэфиры, присутствующие на древней Земле в изобилии.
Ранее отечественные генетики выяснили, какие народы России больше похожи на неандертальцев.
