Автор Тема: В метеоритах нашли четыре вида сахаров  (Прочитано 1097 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн GASАвтор темы

  • Глобальный модератор
  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 6188
  • Карма: +33/-3
  • Андрей, г. Владимир
    • Просмотр профиля
    • Минералы для начинающих камневедов
Ученые впервые достоверно обнаружили рибозу и другие сахара в веществе двух метеоритов типа углистых хондритов, а также подтвердили их внеземное происхождение. Это означает, что подобные вещества могли попасть на планеты земной группы на заре их эволюции в ходе бомбардировок и в дальнейшем способствовать образованию функциональных биополимеров, таких как РНК. Статья опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Сахара являются незаменимыми молекулами для живых организмов, они играют важную роль в метаболических циклах и входят в состав остова нуклеиновых кислот (ДНК, РНК). Таким образом, роль абиотических сахаров и их предшественников в пребиотической эволюции на Земле интересует ученых уже давно, вследствие чего неоднократно проводились поиски подобных веществ в составе метеоритов и малых тел Солнечной системы.

В составе метеоритов и комет уже обнаруживали аминокислоты и нуклеиновые основания, сообщалось также и об обнаружении сахаров, однако основной проблемой было подозрение на загрязнение исследуемых образцов земными веществами. Ранее ученые нашли простейший кетоз дигидроксиацетон в Мурчисонском метеорите и метеорите озера Мюррея, однако этот моносахарид играет не столь важную роль в биологических процессах. Таким образом, на сегодняшний день ни одна исследовательская работа не подтвердила однозначное наличие внеземных альдоз или других соединений сахаров, связанных с биологическими макромолекулами, в образцах, имеющих внеземное происхождение.

Группа ученых во главе с Ёсихиро Фурукавой (Yoshihiro Furukawa) сообщила о результатах анализа образцов вещества метеоритов типа углистых хондритов NWA 801, NWA 7020 и Мурчисонского при помощи методов рентгеноструктурного анализа, сканирующей электронной микроскопии с полевой эмиссией, спектроскопии ядерного магнитного резонанса на ядрах углерода-13 и масс-спектрометрии для определения изотопного состава. Ученые искали сахара в веществе метеоритов, и, в случае их обнаружения, намеревалимсь исключить возможность загрязнения образца земными веществами.

Исследователям удалось обнаружить рибозу, арабинозу, ксилозу и ликсозу в концентрациях от 2,3 до 11 частей на миллиард (в NWA 801) и от 6,7 до 180 частей на миллиард (в Мурчисонском метеорите), а также несколько гексоз. Тетрозы, сахарные кислоты и сахарные спирты, а также 2-дезоксирибоза и изомеры альдопентоз обнаружить не удалось, возможно их концентрации были меньше, чем установленный предел обнаружения для обоих метеоритов (< 0,5 частей на миллиард).  Концентрации обнаруженных сахаров примерно на три порядка ниже концентраций аминокислот и сопоставимы с концентрациями пуринов, обнаруженных в углеродистых метеоритах, а также концентраций сахарных кислот и сахарных спиртов, найденных в Мурчисонском метеорите.

Возможность загрязнения метеоритов земными веществами минимальна, так как углеродные соединения, найденные в них, значительно обогащены изотопом 13C, в количествах, не свойственных для нашей планеты. Таким образом, найденные в метеоритах сахара достоверно имеют внеземное происхождение, и подобные вещества могли попасть на планеты земной группы на заре их эволюции в ходе бомбардировок и, в дальнейшем, способствовать образованию функциональных биополимеров, таких как РНК.

Александр Войтюк https://nplus1.ru/news/2019/11/21/new-organics-from-meteorites?utm_source=yxnews&utm_medium=desktop&utm_referrer=https%3A%2F%2Fyandex.ru%2Fnews

Оффлайн Cord

  • stranger
  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 13302
  • Карма: +1/-0
    • Просмотр профиля
В метеоритах нашли четыре вида сахаров
« Ответ #1 : 04 Декабря 2019, 20:08:30 »
И еще о метеоритах.


https://trendymen.ru/lifestyle/events/128180




Тч-  почаще приглашайте нас в гости...
« Последнее редактирование: 04 Декабря 2019, 20:09:36 от Cord »

Оффлайн GASАвтор темы

  • Глобальный модератор
  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 6188
  • Карма: +33/-3
  • Андрей, г. Владимир
    • Просмотр профиля
    • Минералы для начинающих камневедов
Чуть подробнее
« Ответ #2 : 23 Декабря 2019, 10:16:56 »
Сахар из Мурчисонского метеорита имеет внеземное происхождение


Рис. 1. Фрагмент Мурчисонского метеорита, покрытый черной корой плавления, образующейся при прохождении через атмосферу. Источник фото: wikipedia.org

Долгое время вопрос о том, происходит ли синтез сахаров в космосе, оставался открытым: соединения из этого класса обнаруживали в метеоритах, но из-за крайне малых концентраций не удавалось выяснить, где они образовались. То ли эти сахара действительно прилетели на Землю из космоса, то ли они попали на метеорит в результате загрязнения при падении. Анализ изотопов углерода в сахарах двух метеоритов, проведенный недавно командой американских и японских ученых, подтвердил их внеземное происхождение и добавил важный аргумент в пользу гипотезы мира РНК.

Метеориты из класса углистых хондритов могут содержать в своем составе большое количество разнообразных органических веществ. Так, сообщения о первых находках сахаров в метеоритах относятся еще к началу 1960-х годов (E. Degens, M. Bajor, 1962. Amino acids and sugars in the Bruderheim and Murray meteorite). Однако на тот момент возможностей методов анализа было недостаточно, чтобы различить сахара, попавшие в пробу в результате загрязнения земными молекулами, и собственные сахара, прилетевшие из космоса, поэтому многие ученые относились к этой информации с недоверием.

Настоящий бум в изучении внеземного органического вещества произошел немного позже, в семидесятых, после падения метеорита Мурчисон. Оно произошло 28 сентября 1969 года неподалеку от одноименной австралийской деревни. Значительная часть осколков была собрана в течение нескольких дней после падения, что обеспечило их отличную сохранность для дальнейших исследований. Из-за высоких концентраций ароматических соединений фрагменты этого метеорита обладают отчетливым запахом, который иногда характеризуют как «смоляной» или «похожий на метиловый спирт».

Уже в 1970 году была опубликована статья, в которой сообщалось о находке в Мурчисонском метеорите аминокислот и ряда других углеводородных соединений (K. Kvenvolden et al., 1970. Evidence for extraterrestrial amino-acids and hydrocarbons in the Murchison meteorite). За сорок лет в нем было найдено более 14 000 различных органических соединений, в их числе 70 аминокислот, из которых на Земле встречаются только 19 (P. Schmitt-Kopplin et al., 2010. High molecular diversity of extraterrestrial organic matter in Murchison meteorite revealed 40 years after its fall). Если молекула не характерна для земных органических соединений и известных реакций, то доказать ее космическое происхождение не представляет особой сложности. Но как быть, например, с повсеместно распространенными сахарами?

Самый характерный маркер, по которому можно определить происхождение углеродного соединения, — соотношение изотопов углерода. Изотопы — атомы одного и того же элемента с одинаковым количеством протонов и электронов, но с разным количеством нейтронов. Это влияет на вес и размер атома и, соответственно, на его поведение в химических и физических процессах. Некоторые наборы нейтронов являются нестабильными и через какое-то время самопроизвольно распадаются, такие изотопы радиоактивны. У углерода есть два стабильных (не распадающихся) изотопа 12С и 13С с соответствующим количеством нуклонов. Земная органика из-за особенностей биохимических процессов, в особенности фотосинтеза, обогащена 12С относительно космического. Соответственно, проанализировав содержание этих изотопов в образце и поделив на некоторый неизменный стандарт, можно сравнить относительное содержание изотопов углерода в любых образцах. Этот параметр обозначается δ13C и вычисляется по следующей формуле:

δ13C=(((13C/12C)sample/(13C/12C)standard)−1)×1000‰.

Проанализировав фрагменты метеорита Мурчисон и еще одного углистого хондрита NWA 801, найденного в 2001 году на северо-западе Африки, команда ученых их Японии и США впервые не просто установила набор сахаров в них, но и абсолютно точно подтвердила их космическое происхождение с помощью описанного изотопного метода. Их статья недавно вышла в журнале PNAS.

С помощью газовой хромато-масс-спектрометрии были установлены четыре альдопентозы — пятиуглеродных моносахарида (рибоза, арабиноза, ксилоза и ликсоза, см. рис. 2) в концентрациях от 2,3 до 11 мг/т в NWA 801 и от 6,7 до 180 мг/т в Мурчисонском метеорите. Также были найдены несколько шестиуглеродных моносахаридов (гексоз), которые детально не изучались.


Рис. 2. Структуры молекул альденопентоз (2–5) космического происхождения. Рисунок из обсуждаемой статьи в PNAS

Затем были измерены соотношения стабильных изотопов углерода в обнаруженных сахарах. Для сравнения и оценки возможного загрязнения также были проанализированы эти соотношения в сахарах из проб почвы, отобранной в 1999 году на месте падения Мурчисонского метеорита.

Ксилоза в NWA 801, а также рибоза и арабиноза в Мурчисонском метеорите оказались обогащены изотопом 13С относительно стандарта (от +8 до 43 промилле), тогда как ксилоза из Мурчисона — обеднена (−1‰, рис. 3). Это разительно отличает их от «местных» сахаров, возникших биогенным путем и обогащенных другим изотопом 12С (значения в зеленом поле на рис. 3). Пентозы и гексозы из водорослей и высших растений, к примеру, имеют значения δ13C, лежащие в диапазоне от −32 до 1‰, а сахара из почвы в месте падения — и того меньше: от −52 до −44‰. Отличия изотопного состава являются решительным аргументом в пользу их внеземного происхождения, и исключают гипотезу загрязнения земным материалом.


Рис. 3. Результаты анализа соотношений стабильных изотопов углерода в Мурчисонском метеорите и метеорите NWA 801 (красный), которые сравниваются с земными образцами (зеленый) и иными внеземными органическими соединениями (синий). Рисунок из обсуждаемой статьи в PNAS

Основным механизмом формирования сахаров на метеорите авторы статьи предполагают реакцию Бутлерова. Эта автокаталитическая (поддерживаемая получаемыми в ходе реакции продуктами) реакция образования сахаров из формальдегида (CH2O) вполне могла происходить в слабощелочных растворах на астероидах в присутствии ионов магния. Поставив эту реакцию в лабораторных условиях, авторы статьи получили итоговое соотношение концентраций сахаров очень близкое к тому, что наблюдалось в исследуемых метеоритах. Это может служить аргументом в пользу именно такого пути формирования.

Обнаруженные сахара, в особенности рибоза, имеют критическое значение для жизни и биохимических процессов. Кроме того, факт их обнаружения подтверждает, что на малых телах нашей и других планетарных систем могут протекать соответствующие химические реакции. Отсутствие дезоксирибозы и одновременное наличие рибозы позволяет предположить, что на молодой Земле рибоза была более доступна (за счет доставки метеоритами), а значит было больше материала для сборки молекул РНК. Это является весомым геологическим аргументом в пользу гипотезы мира РНК — идее об этапе возникновения жизни, предшествовавшем возникновению ДНК, когда за хранение генетической информации и поддержание биохимических реакций отвечали молекулы РНК.

Источник: Yoshihiro Furukawa, Yoshito Chikaraishi, Naohiko Ohkouchi, Nanako O. Ogawa, Daniel P. Glavin, Jason P. Dworkin, Chiaki Abe, and Tomoki Nakamura. Extraterrestrial ribose and other sugars in primitive meteorites // PNAS. 2019. DOI: 10.1073/pnas.1907169116.

Кирилл Власов https://elementy.ru/novosti_nauki/433583/Sakhar_iz_Murchisonskogo_meteorita_imeet_vnezemnoe_proiskhozhdenie
« Последнее редактирование: 23 Декабря 2019, 10:20:37 от GAS »

Оффлайн Алексей_3

  • Старожил
  • ****
  • Сообщений: 272
  • Карма: +0/-0
    • Просмотр профиля
В метеоритах нашли четыре вида сахаров
« Ответ #3 : 23 Декабря 2019, 10:47:18 »
А хиральность не характерный маркер?