Між 4,5 млрд. і 3,2 млрд. років тому на Землі сталося щось незрозуміле досі - з’явилося життя. Цією проблемою стурбовані не тільки біологи, хіміки та фізики, а й інформатики. Спеціалісти на сайті https://creacenter.org/uk досліджують, як так сталося, що те, що можна назвати першим життям, було створено з неживих елементів.
Для того, щоб говорити про витоки життя, повинні бути виконані принаймні дві умови:
- по-перше - структура (наприклад, хімічна сполука або їх комплекс) повинна мати можливість дублювати себе,
- по-друге - вона повинна мати здатність нести інформацію.
ДНК - пам’ять, білки - процесор, а РНК - проміжний
Ці основні функції в організмах поділяють три типи молекул: ДНК, РНК та білки:
- ДНК - це як довготривала пам'ять у комп'ютері - диск або стрічка, на якій зберігається інформація;
- Білки, у свою чергу, подібні до процесора - вони обробляють інформацію;
- РНК, з іншого боку, є посередником, який передає інформацію з ДНК для виробництва білків, щось на зразок мікропроцесора з кешем.
В даний час жодна з цих трьох "молекул життя" не працює сама по собі. Однак все більше досліджень показує, що РНК могла виникнути першою і призвести до утворення двох інших. Біоінформатика також перевіряє подальший етап розвитку життя: як це можливо, що РНК почала розмножуватися.
Цегли для життя
У такому випадку першим етапом у формуванні життя буде утворення будівельних блоків, які складають РНК - рибонуклеотиди, тобто азотні основи (аденін, гуанін, цитозин або урацил - A, G, C, U). Ми почали з обчислювальної сторони, як може виглядати шлях хімічних реакцій, які можуть призвести до утворення нуклеотидів на Землі.
Таких реакцій повинно було бути багато. Важко провести експеримент, щоб підтвердити, що такі реакції могли виникнути спонтанно. На щастя, сьогодні на допомогу приходять комп’ютери, завдяки моделюванням можна перевірити, чи може відбутися реакція і за яких умов.
Метеорит
Для того, щоб з таких простих інгредієнтів виготовляти такі сполуки, як нуклеїнові кислоти, система потребує енергії. Раніше вважалося, що це могла бути блискавка. Однак утворення нуклеотидів не повинно бути таким ефектним. Якби в цьому життєдайному озері були метали, наприклад, такі, як присутні в метеоритах, ці метали будуть діяти як каталізатори і настільки полегшуватимуть реакцію, що для утворення будівельних блоків, які складають РНК, не потрібна блискавка. І ланцюги РНК можуть спонтанно утворитися з цих будівельних блоків.
