A kémikusok rájöhettek milyen recept szerint készült a korai élet

A Scripps Kutató Intézet kémikusai egy új elmélettel álltak elő arra, hogy az élet hogyan alakult ki a Földön.

A kísérleteiken keresztül kimutatták, hogy a mai élethez szükséges egyik alapvető kémiai reakció, már négy milliárd évvel ezelőtt létező alapanyagokkal is végbemehet.

“Ez egy fekete doboz volt számunkra,” mondta Ramanarayanan Krishnamurthy, az intézet docense és a felfedezésről készült tanulmány rangidős szerzője. “Viszont hogyha a kémiára fókuszálunk, az élet eredetének kérdése kevésbé ijesztővé válik.”

A csapat az NSF és a NASA kutatóival kiegészülve azokat a kémiai reakciókat vizsgálták, amik a mai citromsavciklust alkotják.

Minden aerob élőlény – a gombáktól az állatokig – a citromsavciklus segítségével képes hasznosítani a sejtek eltárolt energiáját. A korábbi tanulmányokban a kutatók azt feltételezték, hogy a korai életformák ugyanazokat a molekulákat használták a citromsavciklusban, mint a mai életformák. A kutatók szerint ezzel az a probléma, hogy a ciklusban résztvevő biológiai molekulák rendkívül törékenyek, ezért a létezésük a Föld első milliárd évében még nem létezhettek.

Az új kutatásban ezért egy más megközelítést használtak és a kémiai reakciók meghatározása után azt vizsgálták meg, hogy a korai Földön jelenlévő molekulák segítségével működhet e a reakció.

Az eredmények szerint a citromsavkör korai változatai valószínűleg kettő, nem biológiai ciklusból – a HKG (α-hidroxi-γ-ketoglutarát) ciklusból és a malonát ciklusból – alakult ki. Mindkét ciklus ugyanazokon az alapvető kémiai reakciókon alapul mint a citromsavciklus. A közös reakciók között van például az aldol hozzáadás, amik új forrásmolekulákat adnak a ciklusoknak és a dekarboxileződés, ami szén-dioxid formájában szabadít fel molekulákat.

A kutatóknak ezeknek a reakcióknak a segítségével sikerült aminosavakat is létrehozni a szén-dioxid mellett, amik mind a végtermékei a citromsavciklusnak. A csapat szerint ahogy az enzimekhez hasonló biológiai molekulák elérhetővé váltak, azok átvették a nem biológiai molekulák szerepét az alapvető reakciókban, ezzel összetettebbé és nagyobb hatásfokúvá téve őket.

“A kémia ugyanaz maradhatott az idő előrehaladtával, csak a molekulák természete változott meg,” mondta Krishnamurthy. “Ezek a molekulák idővel összetettebbé váltak, attól függően hogy a biológiának mire volt szüksége.”

“A modern anyagcserének van egy előhírnöke, egy minta, ami még nem biológiai volt,” tette hozzá Greg Springsteen, a tanulmány első szerzője.

Ami tovább erősíti ezt az elméletet, az az, hogy a reakciók központi molekulája, a glioxilát, ami korábbi kutatások szerint elérhető volt a korai Földön és ma is részét képezi a citromsavkörnek.

A kutatók szerint viszont még további kutatásra van szükség, hogy pontosan megértsük, hogy ezek a korai kémiai reakciók hogyan változtak át idővel a mai citromsavciklus részeivé.

Forrás: nature.com

Szerkesztő: arsratio

Oszd meg

Hozzászólás küldése

Az email címet nem tesszük közzé. A kötelező mezőket * karakterrel jelöljük.