Νέα μελέτη ρίχνει φως στην προέλευση της ζωής στη Γη

Για να αντιμετωπίσει ένα από τα πιο βαθιά αναπάντητα ερωτήματα στη βιολογία, μια ομάδα με επικεφαλής τον Rutgers ανακάλυψε τις δομές των πρωτεϊνών που μπορεί να είναι υπεύθυνες για την προέλευση της ζωής στο αρχέγονο στιφάδο της αρχαίας Γης.

Η μελέτη εμφανίζεται στο περιοδικό πρόοδος της επιστήμης.

Οι ερευνητές ανακάλυψαν πώς η πρωτόγονη ζωή στον πλανήτη μας προέκυψε από απλά μη ζωντανά υλικά. Ρώτησαν ποιες ιδιότητες καθορίζουν τη ζωή όπως τη γνωρίζουμε και κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι οτιδήποτε ζωντανό χρειάζεται για να συλλέξει και να χρησιμοποιήσει ενέργεια, από πηγές όπως ο ήλιος ή οι υδροθερμικές οπές.

Σε μοριακούς όρους, αυτό θα μπορούσε να σημαίνει ότι η ικανότητα ανακατεύθυνσης ηλεκτρονίων είναι κρίσιμη για τη ζωή. Δεδομένου ότι τα καλύτερα είδη για Μεταφορά ηλεκτρονίων Είναι μέταλλα (σκεφτείτε τα τυπικά ηλεκτρικά καλώδια) και οι περισσότερες βιολογικές δραστηριότητες πραγματοποιούνται από πρωτεΐνες, οι ερευνητές αποφάσισαν να εξερευνήσουν έναν συνδυασμό των δύο – δηλαδή πρωτεϊνών που δεσμεύουν μέταλλα.

Συγκρίνετε τα πάντα πρωτεΐνη Οι δομές που δεσμεύουν τα ορυκτά για να δημιουργήσουν τυχόν κοινά χαρακτηριστικά, βασίζονται στην υπόθεση ότι αυτά τα κοινά χαρακτηριστικά υπήρχαν στις προγονικές πρωτεΐνες και διαφοροποιήθηκαν και πέρασαν για να σχηματίσουν το σύνολο των πρωτεϊνών που βλέπουμε σήμερα.

Η εξέλιξη των πρωτεϊνικών δομών συνεπάγεται την κατανόηση του τρόπου με τον οποίο προκύπτουν νέες πτυχές από προηγούμενες πτυχώσεις, έτσι οι ερευνητές σχεδίασαν μια υπολογιστική μέθοδο που διαπίστωσε ότι η συντριπτική πλειονότητα των πρωτεϊνών που δεσμεύουν μέταλλα είναι αρκετά παρόμοιες ανεξάρτητα από τον τύπο μετάλλου με το οποίο συνδέονται και τον οργανισμό στον οποίο βρίσκονται. προέρχονται από ή τη λειτουργία που αποδίδεται στην πρωτεΐνη ως σύνολο.

«Έχουμε δει ότι οι πυρήνες δέσμευσης μετάλλων των πρωτεϊνών που υπάρχουν είναι στην πραγματικότητα παρόμοιοι, παρόλο που οι ίδιες οι πρωτεΐνες μπορεί να μην είναι», δήλωσε η επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης Jana Bromberg, καθηγήτρια στο Τμήμα Βιοχημείας και Μικροβιολογίας στο Πανεπιστήμιο Rutgers στο New Brunswick. . “Έχουμε δει επίσης ότι αυτοί οι πυρήνες που δεσμεύουν μέταλλα αποτελούνται συχνά από επαναλαμβανόμενες δομές, σαν μπλοκ LEGO. Παραδόξως, αυτές οι συστάδες βρίσκονται επίσης σε άλλες περιοχές πρωτεϊνών, όχι μόνο σε πυρήνες που δεσμεύουν μέταλλα, και σε πολλές άλλες πρωτεΐνες που δεν έχουν ληφθεί.” Η παρατήρησή μας υποδηλώνει ότι οι αναδιατάξεις αυτών των μικρών δομικών στοιχείων μπορεί να είχαν έναν ή έναν μικρό αριθμό κοινών προγόνων και οδήγησαν σε όλο το φάσμα των πρωτεϊνών και των λειτουργιών τους που είναι διαθέσιμες αυτήν τη στιγμή—δηλαδή, για τη ζωή ως το ξέρουμε.”

«Έχουμε πολύ λίγες πληροφορίες για το πώς προήλθε η ζωή σε αυτόν τον πλανήτη και η δουλειά μας συμβάλλει σε μια εξήγηση που δεν ήταν διαθέσιμη προηγουμένως», δήλωσε ο Bromberg, η έρευνα του οποίου επικεντρώνεται στην αποκρυπτογράφηση των σχεδιαγραμμάτων DNA του μοριακού μηχανισμού της ζωής. “Αυτή η ερμηνεία θα μπορούσε επίσης να συμβάλει στην αναζήτησή μας για ζωή σε άλλους πλανήτες και πλανητικά σώματα. Η ανακάλυψη συγκεκριμένων δομικών στοιχείων είναι επίσης πιθανό να σχετίζεται με τις προσπάθειες συνθετικής βιολογίας, καθώς οι επιστήμονες στοχεύουν να δημιουργήσουν εκ νέου ιδιαίτερα ενεργές πρωτεΐνες.”

Η μελέτη, η οποία χρηματοδοτήθηκε από τη NASA, περιελάμβανε ερευνητές από το Πανεπιστήμιο του Μπουένος Άιρες.