Аномальна біохімія — це підклас потенційних проявів позаземного життя, що характеризується структурою й функціонуванням біологічних систем, які виходять за межі земних біохімічних закономірностей. Вона включає варіанти генетичного коду, молекулярні каркаси, енергетичні процеси та середовища, які не зустрічаються у земній біосфері або суперечать сучасним моделям хімічної еволюції. Виявлення таких форм означало б існування незалежного біогенезу або альтернативних біохімічних шляхів, що демонструють відмінний набір елементів, структур, носіїв інформації чи механізмів метаболізму.
Аномальна біохімія розділяється на кілька основних категорій, кожна з яких представляє можливий тип фундаментально іншої живої системи.
B1.1.1. Нетипові генетичні носії
Цей підклас описує форми життя, у яких інформаційні молекули відрізняються від земних ДНК та РНК. Основні варіанти включають:
• ДНК з альтернативним набором нуклеотидів
Геномні системи, що використовують інші основи (наприклад, ксантин, ізогуанін, синтетичні Х-base аналогі) або модифіковану цукрову частину.
• РНК з нетрадиційними базами
Молекули, здатні утворювати стабільні пари основ поза канонічними A–U та G–C.
• Полінуклеотиди без фосфатного скелета
Інформаційні полімери, що не містять фосфорної групи — наприклад, PNA (пептидна нуклеїнова кислота) або TNA/GNA-аналогові системи.
• Генетичні системи, що не використовують ДНК/РНК
Повністю відмінні носії інформації: хіральні полімери, металоорганічні послідовності, топологічні або фононні коди.
B1.1.2. Альтернативні амінокислоти
Підклас охоплює білкові або білкоподібні структури, побудовані з нестандартних амінокислот.
• D-форма амінокислот як основа білків
Домінування дзеркальних ізомерів, майже не представлених у земному житті.
• Невідомі амінокислотні радикали
Амінокислоти з унікальними бічними групами — наприклад, зі стабільними карбенами, борвмісними радикалами чи метал-комплексами.
• Поліпептиди з «неможливими» зв’язками
Стабільні білкові ланцюги з нетрадиційними зв’язками:
– C–Si, C–B, металоорганічними мостами,
– або з подвійними спіралями іншої хіральності.
B1.1.3. Не-вуглецева біологія
Описує системи, де фундаментальним хімічним елементом є не вуглець.
• Кремнієва основа
Кремній-органічні скелети, що утворюють стабільні макромолекули при високих температурах.
• Бор-, фосфор-, сірко-центричні ланцюги
Молекулярні каркаси, у яких борні або фосфорні кластери виступають аналогами білків чи ферментів.
• Металоорганічні скелети
Макромолекули, стабільні за рахунок включення атомів металів (Ti, Fe, V), що формують каталізаторні центри.
B1.1.4. Не-водні розчинники
Тип життя, який функціонує у середовищах, відмінних від рідкої води.
• Життя на основі аміаку
Біохімічні реакції при низьких температурах, де аміак відіграє роль розчинника й протонного медіатора.
• Формамідна біохімія
Системи, де формамід забезпечує стабільність складних полімерів та полегшує полімеризацію іншого типу.
• Надкритичний CO₂ як середовище
Високотемпературні та високотискові системи з нетиповою розчинністю органіки.
• Плазмові або іонні “розчини”
Екзотичні середовища, де частинки існують у стані іонізованої матерії та допускають нетрадиційні хімічні цикли.
Роль у загальній таксономії
B1.1 є фундаментальною категорією у вивченні позаземних проявів, оскільки представляє альтернативні шляхи виникнення, функціонування та еволюції життя, що не базуються на земних моделях. Її підкласи дозволяють описати потенційні форми біологічної організації без прив’язки до земної хімії, що є необхідною умовою для побудови повної теорії можливих позаземних біосистем.