Kategóriák Természet

Megvan a földi élet kialakulásának még egy hiányzó lépése

Francia kutatók felfedezték, hogy vas-sókban gazdag vízben a glioxilát és a piruvát apró biomolekulák olyan reakcióhálózatot alkotnak, amely az élethez szükséges biokémiai folyamatok alapját képezhette. Ez a felfedezés bepillantást enged abba, hogy a korai Földön lezajló kémiai folyamatok, hogyan idézték elő az élet kifejlődését.

A tudományos közösséget már évek óta foglalkoztatja a kérdés, hogy hogyan alakult ki a földi élet alapját képező biokémiai folyamatok több mint 4 millió évvel ezelőtt. A biokémia alapját öt különböző szén, oxigén és hidrogén alkotta anyagcsere termék alkotta. A kérdés, hogy pontosan milyen előnyei vannak ezeknek a molekuláknak és reakcióknak más alternatívákkal szemben, az még továbbra is rejtély.

A francia Strasbourg Egyetem Joseph Moran által vezetett kutatócsapata már évek óta dolgozik a biológiai anyagcsere eredetének vizsgálatán. A kutatók elmondása szerint a legvonzóbb lehetőség, hogy a biológiai anyagcserének van egy egyszerűbb, a mostanihoz nagyon hasonlító korai folyamat, amiben a mostanihoz hasonló vegyületek alakultak át.

A kutatóknak már korábban sikerült puszta kémiai úton leképezni az úgynevezett acetil-koenzim A (AcCoA) útvonalat, melynek segítségével a mikroorganizmusok szén-dioxidból acetátot és piruvátot képeznek. Ezzel így már három szén alkotta molekulák is képezhetőek, viszont az ennél összetettebb vegyületekhez már összetett enzimek és energiaátvitelt végző molekulákra (ATP) van szükség.

Azonban ez egy paradox helyzetet teremt, mivel a így az összetett molekulák előállításához összetett molekulákra van szükség, melyek önmaguktól nem létezhettek a korai Földön. A kutatásnak ebben a részében az hozta az áttörést, hogy ez a korai kémiai metabolizmus valószínűleg egy kicsit másképp működöt mint ma.

A valódi áttörést pedig a glioxilát és a piruvát vízben lebajlódó reakciójának felfedezése jelentette, melynek során könnyen alkothatóak kötések szénatomok között. A csapat kísérletei szerint a vasban gazdag vízben a két vegyület több mint 20 biológiai vegyületet rendszert alkot, amelyben voltak hat szénatomos molekulák is. Ezen felül ez a rendszer az idő előrehaladtával egyre összetettebbé vált és egyes molekulák szén-dioxiddá bomlottak – hasonlóan a biológiai folyamatokhoz.

A kísérlet következő lépésében a kutatók egyszerű nitrogén vegyületeket adtak a rendszerhez, amivel a folyamatok idővel sikeresen előállítottak négy biológiai aminosavat. Ami viszont további érdekesség, hogy ezek az aminosavak által alkotott kodonok – a DNS és az RNS három aminosavra bontható részei – mind G-vel kezdődnek, ezzel erősítve azt az elméletet, hogy az anyagcserével egyidejűleg alakulhatott ki a genetikai kód is.

Mivel ez az újonnan felfedezett reakciós hálózat más sokban hasonlít a mai biológiai ciklusokhoz, így a kutatókban felmerült a kérdés, hogy más alapvető biológiai útvonalaknak is lehetettek teljesen kémiai eredetű ősei.

Ennek a megválaszolására a kutatócsapat a jövőben több különböző elemet ad majd a keverékhez és megfigyelik, hogy ezek milyen változásokat eredményeznek az összetételben.

Forrás: nature.com

Megosztás
Írta:
arsratio

Legutóbbi tartalom

Az intenzív agyi aktivitás miatt álmosodunk el

Egy új zebrahalakon végzett kutatás szerint a nap során végzett agyi aktivitás intenzitása és nem pedig az ébren töltött idő…

2019-09-19 4:34 du.

Idegek és izmok hajtotta hibrid biorobotot fejlesztettek ki

Kutatók olyan puha robotokat fejlesztettek ki, melyek fénnyel irányított neuromuszkuláris szövetek segítségével mozognak. A projekt még 2014-ben indult, amikor is…

2019-09-19 4:25 du.

Új cetfajt fedeztek fel a japán Hokaido partvidékén

A japán és az amerikai Nemzeti Természettudományi Múzeum, a Hokaido Egyetem és az Iwate Egyetem közreműködésével új csőröscet fajt fedeztek…

2019-09-09 2:16 du.

Egy új technológiával veszteség nélkül raktározhatók és szabadíthatók fel a hullámok

A fény- és a hanghullámok a mai technológiában az energia- és jelátvitel alapjait képezik. Azonban eddig nem rendelkeztünk olyan módszerrel,…

2019-09-09 2:13 du.

Egy új kémiai reaktorral üzemanyaggá alakítható a levegőben lévő széndioxid

A Rice Egyetem tudósai egy új katalizátor reaktort fejlesztettek ki, aminek segítségével újrahasznosíthatóak a hangyasav előállítása során felszabaduló üvegházhatást okozó…

2019-09-09 2:08 du.

Az ősi óceánok oxigénszintjének csökkenése vezetett a rejtélyes tömeges kihaláshoz

420 millió évvel ezelőtt - a szilur földtörténeti időszakban - egy hatalmas tömeges kihalás zajlott, ami a tengeri állatok 23…

2019-09-05 8:26 du.

Ez a weboldal cookie-kat használ.