Новости химической науки > Могли ли кристаллы играть роль «протогенов»?

Исследователи из США решили проверить гипотезу о том, что кристаллические минералы могли быть первым примитивным генетическим материалом.

Почти три десятилетия назад Грэм Кэрн-Смит (Graham Cairns-Smith) предположил, что первые генетические системы могли быть более примитивными в сравнении со сложными химическими структурами ДНК и РНК. Он утверждал, что кристаллические минералы, в первую очередь, глинистые минералы вполне могли выступать в роли примитивных генов.

Могли ли кристаллы выступать в роли примитивных генов? (Рисунок: Faraday Discuss.)

Его идея состояла в том, что кристаллы с дефектами решетки могли играть роль генов, передавая информацию от одного кристалла на другой за счет дефектов кристаллической решетки. Например, в процессе роста кристаллов часто воспроизводятся винтовые дислокации. Таким образом, расположение этих дислокаций в кристаллической решетке может считаться хранилищем информации.

Так называемая гипотеза «кристалл-как-ген» (crystals-as-genes) долгое время привлекала внимание ученых, однако никогда еще не подвергалась практической проверке.

Барт Кар (Bart Kahr) из Университета Вашингтона (Сиэтл) использовали кристаллы фталата калия для постановки первого эксперимента, проверяющего возможность кристаллов выступать в роли источника передаваемой информации.

Исследователи следили за распределением холмов в кристаллической системе. «Материнский» кристалл с дефектами такого рода расщепили с помощью тонкого лезвия и использовали полученные фрагменты как затравку для выращивания «дочерних» кристаллов из раствора. Полученные «дочерние» кристаллы были изучены с помощью флуоресцирующей микроскопии для изучения унаследованного пространственного определения холмов.

Кар обнаружил, что, как и предполагал Кэрн-Смит, распределение дефектов кристаллической решетки может быть перенесено от одного кристалла к другому. Тем не менее, в то же самое время наблюдалось большое количество новых холмов, представляющих собой «мутацию» кристалла. Для кристаллов, претендующих на роль первичных примитивных генов в последующих поколениях должно наблюдаться меньшее число «мутаций» и более полный перенос «генетической информации».

Хотя исследователи и не разгадали загадку о происхождении жизни, они получили новую информацию о механизме роста кристаллов. Эта информация может оказаться полезной для различных приложений наук о материалов.

Источник: Faraday Discuss., 2007, web advanced publish

метки статьи: #биохимия, #кинетика и катализ, #неорганическая химия, #физическая химия, #химия поверхности