Bilim İnsanları Dünyadaki Yaşamı Tetiklemiş Olabilecek Kimyasal Reaksiyonu Belirlediler – ScienceAlert

Dünya tarihinin başlarında, organik moleküllerin karışımı arasındaki kimyasal reaksiyonların, biyolojik olarak düşünmeye başlayabileceğimiz bir şey oluşturarak, içeriden güç almaya başladığı kritik bir nokta vardı.

Bu ilk metabolik reaksiyonun neye benzediği tam olarak bir spekülasyon alanı olmaya devam ediyor. Halihazırda mevcut olması muhtemel çeşitli bileşenlerden ortaya çıkacak kadar basit, ancak yine de ortamındaki değişiklikler için bir katalizör görevi görecek kadar verimli olması gerekiyordu.

Şimdi ABD’deki Rutgers Üniversitesi ve The City College of New York’tan bir araştırma ekibi, yaşamın başladığımızı bildiğimiz şekliyle elde edilmesinde çok önemli bir rol oynamış olabilecek bir proteini belirlediler – basit bir protein. peptid Nickback’i arıyorlar.

Bu ünlülere bir övgü değil Kanadalı rock grubudaha ziyade, bir amino asit zincirinden ve bir çift nikel atomuna bağlı iki nitrojen atomundan oluşan proteinin omurgasına bir referans.

Bu keşif, yalnızca Dünya’da yaşamın başladığı yola daha fazla ışık tutmakla kalmayacak, aynı zamanda gökbilimcilere, bu temel kimyasal bileşenlerin yeni oluşmaya başladığı diğer gezegenlerde yaşam arayışında başka bir ipucu verebilir.

“Bilim adamları, 3,5 ila 3,8 milyar yıl önce bir devrilme noktası olduğuna, prebiyotik kimyadan (hayattan önce moleküller) canlı, biyolojik sistemlere geçişi başlatan bir şeyin olduğuna inanıyorlar.” diyor New Jersey’deki Rutgers Üniversitesi’nden biyokimyacı ve moleküler biyolog Vikas Nanda.

“Değişimin, eski bir metabolik reaksiyonda önemli adımları gerçekleştiren birkaç küçük öncü protein tarafından ateşlendiğine inanıyoruz. Ve bu öncü peptitlerden birini bulduğumuzu düşünüyoruz.”

Nihai peptit tasarımlarına ulaşmak için bilim adamları, pek çok biyokimyasal reaksiyonun yürütülmesinde çok önemli olan metabolik süreçlere güç sağlayan modern proteinlerle başladılar. Eski proteinler çok daha basit olurdu, bu yüzden bu proteinler daha sonra en temel parçalarına ayrıldı.

Bir dizi deney, prebiyotik Dünya’da oluşacak kadar basit, ancak çevreden enerji alıp onunla bir şeyler yapacak kadar karmaşık olmak için olası bir aday olarak nikel geri üretti. Toplam 13 amino asit kullanır; bu moleküller genellikle proteinler ve aslında yaşamın kendisi için ‘yapı taşları’ olarak tanımlanır.

Bu temel iskeleye, iki nikel atomu nikel-demir grubunun temel aktivitesini ekleyebilir ve yansıtabilir. [NiFe] hidrojenaz ve nikel-nikel kümesi asetil-CoA sentazgünümüzde metabolizmada önemli roller oynamaya devam eden iki antik protein.

Nikel, gezegenimizdeki ilk okyanuslarda bol miktarda bulunan bir metal olurdu. En önemlisi, peptite bağlandığında, nikel atomları, milyarlarca yıl önce hayati bir enerji kaynağı olabilecek hidrojen gazının salınmasında bir katalizör görevi görür. En önemlisi, ekip tüm bu süreçleri laboratuvarda çalışırken gösterebildi.

“Bu önemlidir, çünkü yaşamın kökenleri hakkında birçok teori olsa da, bu fikirlerin çok az sayıda gerçek laboratuvar testi vardır.” diyor Nanda.

Nickback, Dünya’da yaşamın başlamasında önemli bir rol oynadıysa, diğer gezegenlerde de – belki de evrimlerinde bizim kadar ileri olmayan gezegenlerde – oluşmakta olabileceğini varsaymak mantıklıdır.

Araştırmacılar, evrende daha uzaktaki yaşamı aramak için biyo-imzalar olarak bilinenleri, organizmaların var olduğunu veya geliştirilebileceğini önerebilecek kimyasal izleri kullanıyorlar. Nickelback potansiyel olarak bu biyo-imza listesine eklenebilir.

Dünyadaki yaşamın başlangıcına bakmak kolay değil, ancak bugünden geriye doğru çalışmak için bazı zekice teknikler sayesinde, karmaşık yaşamın ilk etapta nasıl oluştuğuna dair yavaş yavaş daha iyi bir fikir ediniyoruz.

“Bu çalışma, yalnızca basit protein metabolik enzimlerinin mümkün olduğunu değil, aynı zamanda çok kararlı ve çok aktif olduklarını gösteriyor – bu da onları yaşam için makul bir başlangıç ​​noktası yapıyor.” diyor Nanda.

Araştırma yayınlandı Bilim Gelişmeleri.