Elämästä Peräisin Oleva Tarina Saattaa Löytyä Puuttuvasta Linkistä

{h1}

Tutkijat ovat löytäneet puuttuvan linkin selittääkseen, miten maapallon alkupuolella olemassa oleva kemiallinen keitto johti elämässä tarvittaviin monimutkaisiin molekyyleihin.

Kuinka alku elämässä alkoi? Se on ollut yksi modernin biologian suurimmista mysteereistä: Kuinka maapallon alkuvuonna olemassa oleva kemiallinen keitto johti monimutkaisiin molekyyleihin, jotka tarvitsivat luomaan eläviä, hengittäviä eliöitä? Nyt tutkijat sanovat löytäneensä puuttuvan linkin.

Noin 4,6 miljardista ja 4,0 miljardia vuotta sitten maapallolla ei luultavasti ollut elämää. Maapallon pinta oli aluksi sulaa ja vaikka se jäähtyi, asteroidit ja komeetit pilkottiin. Kaikki oli olemassa yksinkertaisia ​​kemikaaleja. Noin 3,8 miljardia vuotta sitten pommitus lopetettiin, ja elämä nousi. Useimmat tutkijat ajattelevat "viimeisen yleisen yhteisen esi-isän" - olento, josta kaikki maapallolla laskeutuu - ilmestyi noin 3,6 miljardia vuotta sitten.

Mutta täsmälleen miten se otti esiin, on pitkään hämmentynyt tutkijat. Esimerkiksi miten yksinkertaisten hiilipohjaisten molekyylien kemia johtavat ribonukleiinihapon tai RNA: n tiedon tallentamiseen? RNA-molekyylin on tallennettava tiedot proteiinien koodiin. (Biologiset proteiinit tekevät enemmän kuin rakentaa lihaksia - ne säätelevät myös runsaasti prosesseja kehossa.)

Uusi tutkimus - johon kuuluu kaksi tutkimusta, yksi Charles Carterin johdolla ja toinen, jota johtaa Richard Wolfenden, molemmat Pohjois-Carolin yliopistosta - ehdottaa RNA: lle mahdollisuutta valvoa proteiinien tuotantoa tekemällä yksinkertaisia ​​aminohappoja, jotka eivät edellytä monimutkaisempia entsyymejä, jotka ovat nykyään olemassa. [7 Elämän maapallon alkuperää koskevat teoriat]

Puuttuva RNA-linkki

Tämä yhteys välittäisi tämän aukon välistä tietoa primäärisen kemikaalin keiton ja monimutkaisten molekyylien välillä, joita tarvitaan rakentaa elämä. Nykyiset teoriat sanovat, että elämä maapallolla alkoi "RNA-maailmassa", jossa RNA-molekyyli ohjasi elämän muodostumista ja siirtyi jälkikäteen takaisin DNA: han, mikä voisi tehokkaammin saavuttaa saman lopputuloksen. Kuten DNA, RNA on helix-muotoinen molekyyli, joka voi tallentaa tai välittää tietoja. (DNA on kaksisäikeinen helix, kun taas RNA on yksijuosteinen.) Monet tiedemiehet ajattelevat, että ensimmäiset RNA-molekyylit olivat olemassa primäärisessä kemiallisessa keitossa - luultavasti vesivarojen maapallon pinnalla miljardeja vuosia sitten. [Valokuvan aikajana: Kuinka muodostui maa]

Ajatuksena oli, että ensimmäiset RNA-molekyylit muodostuivat kolmen kemikaalin kokoelmista: sokerista (jota kutsutaan riboosiksi); fosfaattiryhmä, joka on happiatomiin liittyvä fosforiatomi; ja emäs, joka on rengasmuotoinen hiili-, typpi-, happi- ja vetyatomi. RNA tarvitsi myös nukleotideja, jotka on valmistettu fosfaateista ja sokereista.

Kysymys: Kuinka nukleotidit koottiin yhteen keittokemikaalien sisällä RNA: n tekemiseksi? John Sutherland, kemisti Cambridgen yliopistossa Englannissa, julkaisi toukokuussa Nature Chemistry -lehdessä tutkimuksen, joka osoitti, että syanidipohjainen kemia voisi tehdä kahdesta neljästä nukleotidista RNA: ssa ja monissa aminohapoissa.

Tästä huolimatta kysymys jätti vielä. Ei ollut hyvä mekanismi nukleotidien yhdistämiseksi RNA: n tekemiseksi. Ei myöskään näyttänyt olevan luonnollista tapaa aminohappojen muodostamiseksi yhteen ja muodostaen proteiineja. Tänään adenosiinitrifosfaatti (ATP) tekee tehtävän aminohappojen liittämisestä proteiineihin, jotka aktivoidaan entsyymillä, jota kutsutaan aminoasyyli-tRNA-syntetaasiksi. Mutta ei ole mitään syytä olettaa, että tällaisia ​​kemikaaleja oli olemassa miljardeja vuosia sitten.

Myös proteiinit on muotoiltava tiettyä tapaa toimimaan oikein. Tämä tarkoittaa sitä, että RNA: n on pystyttävä ohjaamaan niiden muodostumista - se on "koodaa" niille, kuten tietokone, joka suorittaa ohjelman tehtäväksi.

Carter totesi, että vain viimeisen kymmenen tai kaksi vuosikymmenen ajan tutkijat pystyivät kopioimaan kemian, joka tekee RNA: sta valkuaisaineita laboratoriossa. "Pohjimmiltaan ainoa tapa saada RNA oli kehittää ihmisiä ensin", hän sanoi. "Se ei tee sitä yksin."

Täydelliset koot

Eräässä uusista tutkimuksista Carter tarkasteli tapaa, jolla molekyyli kutsutaan "transfer RNA: ksi" tai tRNA: ksi, reagoi erilaisten aminohappojen kanssa.

He havaitsivat, että tRNA: n toinen pää voisi auttaa lajittelemaan aminohappoja niiden muodon ja koon mukaan, kun taas toinen pää voisi liittyä tietyn napaisuuden aminohappoihin. Tällä tavoin tämä tRNA-molekyyli voisi sanoa, kuinka aminohapot kootaan yhteen proteiinien muodostamiseksi sekä lopullisen proteiinin muodon määrittämiseksi. Se on samanlainen kuin nykyään ATP-entsyymi, aktivoimalla prosessin, joka yhdistää aminohapot proteiinien muodostamiseen.

Carter kertoi WordsSideKick.comille, että kyky syrjiä koon ja muodon mukaan tekee erästä "koodia" proteiineille, joita kutsutaan peptideiksi, jotka auttavat säilyttämään RNA: n helixin muodon.

"Se on välivaihe geneettisen koodauksen kehittämisessä", hän sanoi.

Toisessa tutkimuksessa Wolfenden ja kollegat testasivat, miten proteiinit laskivat lämpötilan mukaan, koska elämä jotenkin syntyi kemikaalien ennustekasta kiehuvaan pottiin maapallon alussa. He tarkastelivat elämän rakennuspalikoita, aminohappoja ja miten he jakavat veteen ja öljyyn - laatu nimeltä hydrofobisuus. He havaitsivat, että aminohappojen suhteet olivat yhdenmukaiset myös korkeissa lämpötiloissa - aminohappojen muoto, koko ja polaarisuus ovat tärkeitä, kun ne sitovat yhteen proteiineja, joilla on erityisiä rakenteita.

"Se, mitä me pyydämme tässä, on:" Olisiko kokoamisen säännöt olleet erilaisia? "Wolfenden sanoi.Korkeammissa lämpötiloissa jotkut kemialliset suhteet muuttuvat, koska lämpöenergiaa on enemmän. Mutta se ei ollut täällä.

Osoittaen, että tRNA: n on mahdollista erottaa molekyylejä ja että linkit toimivat ilman "apua", Carter uskoo löytävänsä keinon kemiallisten rakenteiden, kuten tRNA: n, tallentamiselle, mikä on tärkeä osa geneettisiä piirteitä. Yhdistettynä aminohappoja ja lämpötilaa koskevaan työhön se antaa tietoa siitä, kuinka aikaista elämää voisi olla kehittynyt.

Tämä työ ei vieläkään vastaa lopulliseen kysymykseen siitä, miten elämä alkoi, mutta se näyttää mekanismin sellaisten geneettisten koodien ilmestymiseen, jotka siirtävät perinnölliset piirteet, jotka saivat evoluution liikkuvan.

Nämä kaksi tutkimusta julkaistaan ​​lehdistötiedotteessa, joka on julkaistu kansallisen tiedeakatemian julkaisussa Proceedings.

Seuraa meitä @wordssidekick, Facebook & Google+. Alkuperäinen artikkeli WordsSideKick.com.


Video Täydentää: .




Tutkimus


Kalifornia Kirjaa Sen Kuumin Kuukausi Koskaan, Ja Asiat Vain Menevät Get Worse
Kalifornia Kirjaa Sen Kuumin Kuukausi Koskaan, Ja Asiat Vain Menevät Get Worse

Tämä Pieni Timantti Sisältää Mineraalia, Jota Ei Ole Koskaan Ennen Nähty
Tämä Pieni Timantti Sisältää Mineraalia, Jota Ei Ole Koskaan Ennen Nähty

Tiede Uutiset


Ensimmäisen Maailmansodan Tiede: Viestintä
Ensimmäisen Maailmansodan Tiede: Viestintä

Rohkeat Vapaaehtoiset Joutuivat Kärsimään Yskän Bakteerit Laittamaan Nänni, Tiede
Rohkeat Vapaaehtoiset Joutuivat Kärsimään Yskän Bakteerit Laittamaan Nänni, Tiede

Mitä Ikinä Tapahtui Energiansäästöön?
Mitä Ikinä Tapahtui Energiansäästöön?

Grisly Discovery: 9 000-Vuotiaan Lopetettu Pääkallo Katettu Amputoituihin Käsiin
Grisly Discovery: 9 000-Vuotiaan Lopetettu Pääkallo Katettu Amputoituihin Käsiin

Nämä Tweets Näytä Vain Miten Pähkinät Harvey Sateet Ja Tulvat Ovat
Nämä Tweets Näytä Vain Miten Pähkinät Harvey Sateet Ja Tulvat Ovat


FI.WordsSideKick.com
Kaikki Oikeudet Pidätetään!
Jäljentämistä Materiaalien Sallittu Vain Prostanovkoy Aktiivinen Linkki Sivustoon FI.WordsSideKick.com

© 2005–2019 FI.WordsSideKick.com