Pochodzenie życia: Co było pierwsze

Białka kodowane w komórce materiał genetyczny są nakrętki, sprężyny i Zęby żywe komórki, wszystkie jego ruchomych części. Ale pierwsze białka, zakładamy, pojawiły się na długo przed komórek, a tym samym życie, jakie znamy. Nowoczesne białka są wykonane z 20 różnych aminokwasów, wszystkie niezbędne białka budowy i wszystkie umieszczone w postaci polimeru, długie łańcuchowe cząsteczki, w której znajduje się lokalizacja każdego aminokwasu jest kluczowe dla tych białek funkcjonować. Ale jest pewien paradoks w myśleniu o jak najwcześniejsze białka powstało. Ponieważ aminokwasy potrzebne do wytwarzania białek same są wytwarzane przez innych białek, enzymów. Jest to rodzaj kurczaka i jaj pytania, i to tylko częściowo odpowiedział do tej pory.

Naukowcy uważają, że pierwsze prawdziwych białek zmaterializowały z krótszych segmentów białko zwane peptydy. Peptydy byłyby lepkie zespoły z aminokwasów powstałych spontanicznie w pierwotnej zupy chemicznej; krótkie peptydy byłby wtedy zobowiązany do siebie, z czasem tworząc białko zdolne do jakiegoś działania. Spontaniczna generacja aminokwasów już wykazano w 1952 roku, w słynnym eksperymencie Millera i Ureya, w którym replikowane warunki uważano istnieje na Ziemi przed życiem i dodaje energii, jak ten, który może pochodzić od wyładowań atmosferycznych lub wulkanów. Pokazano aminokwasy może, w odpowiednich warunkach, forma bez pomocy enzymów lub innego mechanizmu w żywym organizmie sugerował, że aminokwasy były „jaj”, który poprzedza enzym „kurczak”.

Tawfik, który jest w Departamencie biomolekularnej Nauk Instytutu, mówi, że jest wszystko dobrze „, ale jeden istotny rodzaj aminokwasu zaginął z tego eksperymentu i każdego eksperymentu, który nastąpił w wyniku: aminokwasy takie jak arginina i lizyna, które prowadzą dodatni ładunek elektryczny „. Aminokwasy te są szczególnie ważne dla współczesnych białek, jako że oddziałują z DNA i RNA, które to przenoszą ładunków netto ujemne. RNA jest obecnie uznawany za oryginalny cząsteczka, która może zarówno informacja transportowa i kopiować do siebie, więc kontakt z dodatnio naładowanych aminokwasów teoretycznie konieczne dla kolejnych etapów rozwoju żywych komórek występuje.

Ale istnieje jeden dodatnio naładowany aminokwas, który ukazał się w doświadczeniach Miller Urey aminokwasu, zwanego ornityna, który jest już znalezione pośredni etap wytwarzania argininy, lecz nie jest sama, stosowane do białek kompilacji. Zespół badawczy zapytał: Co jeśli ornityny był brakuje aminokwasów w białkach tych przodków? Są one zaprojektowane oryginalny eksperyment, aby sprawdzić tę hipotezę.

Naukowcy rozpoczęła się stosunkowo prostą białka z rodziny, które wiąże się z DNA i RNA, stosując metody filogenetycznych wywnioskować z sekwencji białka rodowego. Białko to byłby bogaty w ładunków dodatnich, 14 z 64 aminokwasów, jest albo arginina lub lizyna. Następnie tworzyły syntezy białek, które są wymieniane ornityny jako nośnika ładunku dodatnim.

Białka ornityny oparte wiąże się z DNA, ale słabo. W laboratorium Metanis', jednak naukowcy odkryli, że proste reakcje chemiczne mogłyby przekształcić ornityny do argininy. I te reakcje chemiczne wystąpił w takich warunkach zakłada się, że panowały na Ziemi w tym czasie byłby pojawiły się pierwsze białka. Ponieważ coraz więcej ornityny przekształcono argininy białka był bardziej przypominać nowoczesne białek oraz wiążą się z DNA w taki sposób, aby była silniejsza i bardziej selektywne.

Naukowcy odkryli, że w obecności RNA, które starożytnych formą peptydu prowadzi się rozdzielanie faz (na przykład krople oleju w wodzie), a następnie etap, który może prowadzić do samodzielnego montażu i „departamentalizacja”. I to mówi Tawfik, sugeruje, że takie białka, wraz z RNA, mogłyby stanowić proto-komórek, z których prawdziwe żywe komórki mogły ewoluowały.

Prof. Dan Tawfik to spoczywa na Nella i Leon Benoziyo profesorskich przewodniczący.