Раскрыт секрет универсального источника энергии
Британские биологи выдвинули новую теорию образования аденозинтрифосфата, сообщается в издании PLOS Biology.
Аденозинтрифосфат, или АТФ – это универсальный источник энергии для всех биохимических процессов, которые протекают в живых системах, в частности для образования ферментов. АТФ необходим для деления клеток, сокращения мышц и передачи нервных импульсов.
Для ученых происхождение АТФ остается загадкой, так как, согласно современной теории эволюции, любые элементы появляются как простые и со временем усложняются. В настоящее время биологам трудно представить простого эволюционного предшественника АТФ.
Исследователи из Университетского колледжа Лондона предложили новое объяснение происхождения АТФ. Согласно их теории, на ранних стадиях пребиотической химии могло существовать соединение, которое играло главную роль в преобразовании аденозиндифосфата (АДФ) в АТФ без участия АТФ-синтазы. За синтез аденозинтрифосфата в клетках отвечают митохондрии, специальные «энергетические машины». Им для этого необходимы продукты окисления белков, углеводов и жиров, полученных с пищей.
Согласно теории симбиогенеза, которой придерживается большая часть биологов, митохондрии являются бывшими бактериями. Примитивные клетки – прокариоты – имели существенные ограничения в развитии, поскольку не могли для генерации энергии использовать кислород. Ранние бактерии это делать научились – сначала появился симбиоз прокариот и бактерий, а потом микроорганизмы, которые вырабатывают энергию, вошли в состав клеток.
Авторы работы исследовали молекулы, которые используют в своем метаболизме бактерии и 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.
Эксперименты показали, что впервые аденозинтрифосфат появился в неглубоких пресных водоемах. Исходными компонентами для синтеза могли стать фосфаты и тиоэфиры, которые на Земле присутствуют в изобилии.