Cum de a începe o viață pe științele pământului și a vieții
Cum de a începe o viață pe Pământ
Precursorii tuturor biomolecule necesare ar putea întâmpla ca urmare a unor reacții chimice similare și din aceleași materii prime chimice.
Viața pe Pământ a început cu molecule care pot crea copii de ei înșiși, și, aparent, au fost similare cu ADN-ul modern si ARN-ului. Problema, însă, este faptul că acidul nucleic curent nevoie de ajutor proteine pentru a face propria copie. Dar proteinele în sine nu pot fi create fără a acizilor nucleici - informații despre secvența de aminoacizi codificată în nucleotide ADN. Deci, în cazul în care acizii nucleici au fost primii din lume, ei nu ar fi în măsură să părăsească „semințe“, iar în cazul în care primele au fost albii - ceea ce stochează informații despre moleculele de proteine?
molecule de ARN ribozomal de celule umane. (Fotografie de Dr. Gopal Murti / vizualuri nelimitat / Corbis.)
protuberanțe elementare ale membranei celulare (protozoare). (Foto Visuals nelimitat / Corbis.)
fire de proteine fibronectin în substanța intercelulară (matrice). (Fotografie de Dr. Edna Cukierman / vizualuri nelimitat / Corbis.)
Această problemă a fost rezolvată când sa descoperit că există ARN cu proprietăți catalitice care pot efectua reacții chimice fără ajutorul proteinelor - ele sunt numite ribozomi. Mai mult decât atât, sa dovedit că unele dintre aceste RNAs sunt capabili de a crea propria lor natură. Astfel sa nascut ipoteza „lumea ARN-ului“, potrivit căruia viața pe Pământ a început în supă chimică primordială, umplut cu ARN vechi copia ei insisi. Dar astfel de reacții ar putea merge ușor în soluția vasta preistoric? Trebuie să fi fost un fel de micro-reactoare, care nu ar da pentru a dispersa reactivii departe unul de altul. Această microcelulă reacție ar putea forma membrana lipidică, dar sinteza lipidelor din nou proteine necesare si proteine din lumea noastră nu are nici un ARN. (Cu toate acestea, este de remarcat faptul că, în ultimii ani, există ipoteze care sugerează rolul de reactoare chimice micropori în roci minerale în partea de jos a unui ocean vechi.)
În cele din urmă, probabil, cel mai dificil de formulat opoziție la lumea ARN-ul este complexitatea a clădirii „cărămizi“ pentru astfel de molecule. monomeri ribonucleotide care servesc pentru ARN acum sintetizat de proteine și structura lor este foarte ușor. Prin urmare, există o altă ipoteză, ceea ce face ca viața pe pământ se datorează unor catalizatori metalici în care a fost creat mai întâi un cadru de reacții metabolice, care au contribuit la crearea necesară „semi-finite“ pentru sinteza biomoleculelor superioare. Aici putem aminti în urmă cu doi ani, activitatea de cercetatori de la Institutul Santa Fe. dedicat la originea reacțiilor biochimice moderne ale proceselor geochimice.
Cianura de hidrogen se găsește din abundență în meteoritii, și pe pământ el ar putea ajunge acolo doar cu ei în primele câteva sute de milioane de ani de meteorit istoriei pământului a plouat continuu. HCN pot fi de asemenea preparate din carbon, azot și hidrogen la fața locului, în coliziune cu oaspetele Space suprafața Pământului. În acest sens, viața a venit într-adevăr din exterior - deși în forma unei simple materii prime chimice. În ceea ce hidrogenul sulfurat, se crede în lume, era deja foarte mult.
Cu toate acestea, nici catalizatori nu sunt încă suficient: de exemplu, pentru a obține un set diferit de molecule precursoare (ribonucleotide, aminoacizi și componente lipidice) au nevoie de diferite metale de asistenți care vor ghida transformarea hidrogenului sulfurat și cianura de hidrogen de-a lungul diferitelor căi. Așa că noile date în același timp spun că materia primă ar putea fi extrem de simplu, și, de asemenea, că anumiți catalizatori fundamentale încă erau necesare.
Diferențele în reacțiile chimice și descrise de energie sunt destul de mici, astfel încât formarea anumitor precursori ar putea întâmpla literalmente una lângă alta în nișe chimice adiacente. Amestecurile de reacție au fost apoi amestecate, de exemplu, din cauza ploii, astfel încât „stră-ribonucleotide“ și „Proto-amino“ începe să interacționeze unul cu altul, care rulează evoluția viitoare. Cu toate acestea, în realitate, tot ceea ce se întâmpla, noi știm cu greu, fără o mașină a timpului - dar se poate întâmpla, de asemenea, că o zi, în orice viață de laborator științific poate va apărea din nou de la zero.
A se vedea, de asemenea:
