Как да започнете живота на Земята науката и живота
Как да започнете живота на Земята
Предшествениците на всички необходими биомолекули може да се случи в резултат на подобни химически реакции и на едни и същи химически суровини.
Животът на Земята започна с молекули, които могат да създават копия на себе си, и, както изглежда, са били подобни на съвременния ДНК и РНК. Проблемът обаче е, че сегашната нуклеинова киселина нужда от помощ протеини да направите своя собствена копие. Но самите протеини не могат да бъдат създадени без нуклеиновите киселини - информация за аминокиселинната последователност, кодирана от нуклеотиди ДНК. Така че, ако нуклеинови киселини са първите в света, те няма да бъдат в състояние да напусне "семе", а ако първият бяха бялото - че който съхранява информация за протеинови молекули?
Рибозомна РНК молекули от човешки клетки. (Снимка от д-р Гопал Мурти / визуализации Unlimited / Corbis.)
Начални издатини на клетъчната мембрана (протозои). (Снимка визуализации Unlimited / Corbis.)
протеин фибронектин прежди в междуклетъчното вещество (матрица). (Снимка от д-р Edna Cukierman / визуализации Unlimited / Corbis.)
Този проблем е решен, когато е установено, че има РНК с каталитични свойства, които могат да изпълняват химически реакции без помощта на протеини - те са наречени рибозоми. Освен това се оказа, че някои от тези РНК са в състояние да създадат своя собствена натура. Така се ражда хипотезата за "РНК свят", според която животът на Земята започна в първичната химична супа, пълна с древни РНК се копират. Но можеше такива реакции не си давам зор в по-голямата праисторическа решение? Трябва да е имало някакъв вид микро-реактори, които не биха дали за да разпръсне реактивите далеч един от друг. Тази реакция може да се образува микроклетка липидната мембрана, но синтеза на липиди отново необходимите протеини и протеини в света не РНК. (Въпреки това, следва да се отбележи, че през последните години има хипотези, които предполагат, ролята на химически реактори микропори в минералните скали в дъното на древен океан.)
И накрая, може би най-трудната възражение в света на РНК е сложността на градивните "тухли" за такива молекули. Рибонуклеотид мономери, които служат за РНК сега синтезирани от протеини и тяхната структура е много лесно. Поради това, има и друга хипотеза, което прави живота на земята дължи на някои метални катализатори, в която за първи път е създадена рамка на метаболитни реакции, които помогнаха да се създаде необходимия "полуготови" за синтеза на по-високи биомолекули. Тук можем да си припомним преди две години, дело на учени от Института за Санта Фе. посветена на произхода на съвременните биохимични реакции на геохимични процеси.
Циановодородът се намира в изобилие в метеоритите, и на земята, той може да получи там просто с тях в първите няколко стотин милиона години на Земята история метеорит валеше непрекъснато. HCN също могат да бъдат получени от въглерод, азот и водород на място, в сблъсъка с госта от повърхността на космическия на Земята. В този смисъл, животът наистина дойде отвън - макар и под формата на прости химически суровини. Както за сероводород, се смята в света, след това вече много.
Въпреки това, не катализатори все още не са достатъчно: например, за да се получи различен набор от прекурсорни молекули (за рибонуклеотиди, аминокиселини и липидни компоненти) се нуждаят от различни метали помощници, които ръководят трансформацията на сероводород и циановодород заедно различни пътища. Така че новите данни в същото време казват, че суровината може да бъде изключително проста, а също така, че все още са необходими някои основни катализатори.
Разликите в химически и описано енергийно реакции са доста малки, така че образуването на някои прекурсори може да се случи буквално един до друг в съседни химически ниши. След това реакционни смеси се смесват, например, поради дъжд, така че "великите-рибонуклеотиди" и "Прото-амино" започва да си взаимодействат един с друг, работещ следващата еволюция. В действителност обаче всичко се случва, ние едва ли знаят, без машина на времето - но може да се случи, че един ден във всяка научна лаборатория животът може да възникне отново ще от нулата.
Вижте също:
