Mi volt előbb, a tyúk, a tojás vagy a HCN molekula, avagy mit mondhatunk számítógépes szimulációkkal az alapvető biomolekulák keletkezéséről?

Az élet keletkezésének kérdése az emberiséget izgató legrégebbi problémák egyike, nem véletlen, hogy a kérdésre a legtöbb vallás és mitológia is választ próbált adni. A tudomány az evolúció elméletével tisztázta a probléma legfontosabb pontjait, azonban máig számtalan nyitott kérdésre keressük a választ. Ha végigmegyünk a címbeli tyúk-tojás-tyúk-tojás soron (a tyúk egy tojásból lett, azt egy másik tyúk tojta aki egy másik tojásból lett, stb.), akkor tulajdonképpen az evolúciós láncon megyünk végig visszafelé. A kérdés azonban megmarad: a fehérjéket DNS-ek kódolják, a DNS-t fehérjék készítik el. Mi volt hát előbb: a DNS (“ős-tojás”) vagy a fehérjék (“ős-tyúk”). A kémiai evolúció arra a kérdésre keresi a választ, hogy hogyan jöhettek létre ezek az alapvető biomolekulák, illetve ezek építőkövei (aminosavak, nukleinsavbázisok) az élet megjelenése előtti Földön.
Az előadás két lehetséges elméletet és ezek buktatóit tárgyalja. A HCN-világ elmélet szerint a korabeli Földön HCN molekulák keletkezhettek, melyek, ha nagy koncentrációban vannak jelen, számos aminosav illetve nukleinsavbázis kialakulásában játszhatnak fontos szerepet. A pánspermia elmélet szerint egyes aminosavak a csillagközi térben is kialakulhattak, és meteoritok felületén is érkezhettek a Földre. Így például a glicin képződhet metilamin és CO2 reakciójával jégfelületen. Mindkét molekula megtalálható a csillagközi térben, ahol a meteoritok felületét gyakran borítja amorf jég. A glicin kialakulásához azonban szükséges az is, hogy a metilamin elegendően nagy koncentrációban legyen jelen ezeken a jégfelületeken.
Mindkét fenti probléma egyes kismolekulák (HCN, metilamin) felületi, lokális feldúsulásával kapcsolatos. Előadásomban bemutatom, hogyan tudtuk ezeket a kérdéseket számítógépes szimulációs módszerekkel megválaszolni, így arra a címbeli kérdére is választ kapunk, hogy akkor mit is mondhatunk az alapvető biomolekulák építőköveinek az élet keletkezését megelőzően történő kialakulásáról.