Shkencëtarët tani e dinë pse e gjithë jeta në tokë është bërë nga të njëjtat 20 aminoacide.

Cështja se si lindi jeta në Tokë. Për herë të parë është ajo që njerëzit e pyesin veten që nga kohra të lashta. Ndërsa shkencëtarët janë relativisht të sigurt në lidhje me atë. Kur ndodhi, nuk ka asnjë përgjigje përfundimtare se pse e bëri atë. Si u bashkuan aminoacidet? Blloqet ndërtuese kimike të jetës, rreth katër miliardë vjet më parë për të krijuar molekulat e para të proteinave?

Ndërsa kjo pyetje është ende pa përgjigje, shkencëtarët po bëjnë zbulime të reja.  Te cilat mund të ndihmojnë në ngushtimin e saj. Një ekip studiuesish nga Qendra e Institutit të Gjeorgjisë për Qendrën për Evolucionin Kimik (CCT) së fundmi kreu një studim.  Studimi tregoi se si disa nga paraardhësit më të hershëm të molekulës së proteinave mund të kenë lidhje spontane deri në formimin e një zinxhiri.

Si aminoacidet e para u bashkuan për të formuar molekula proteine.

Studimi u shfaq së fundmi në Procedimet e Akademisë Kombëtare të Shkencave. Studimi u drejtua nga Dr. Moran Frenkel-Pinter nga Georgia Tech dhe përfshiu studiues të shumtë nga CCT – i cili mbështetet nga NASA dhe Fondacioni Kombëtar i Shkencave (NSF) – me ndihmën e Dr. Luke Leman, dhe asistent profesor i kimisë në Scriptps Research, një institut kërkimi mjekësor jofitimprurës.

Për dekada, shkencëtarët kanë pasur teori se si aminoacidet e para u bashkuan për të formuar molekula proteine. Fatkeqësisht, të gjitha përpjekjet për të verifikuar këto teori deri më tani kanë dështuar. Siç shpjegoi doktor Leman:

“Si kimia çoi në jetë komplekse është një nga pyetjet më interesante që njerëzimi ka menduar. Ka shumë teori në lidhje me origjinën e proteinave, por jo aq shumë mbështetje laboratorike eksperimentale për këto ide.”

Ekipi i hulumtimit kreu një eksperiment

Për studimin e tyre, ekipi i hulumtimit kreu një eksperiment. Një përzgjedhje e vogël e aminoacideve (lisina, arginina dhe histidina) u vendosën së bashku me tre aminoacide konkurrente jo biologjike. Acidet më pas iu nënshtruan kushteve të ngjashme me ato që besohet të kenë ekzistuar në Tokë gjatë Honit. të Eonit (rreth 4 miliardë vjet më parë). Kjo konsistonte në vendosjen e aminoacideve të zgjedhura në ujë që përmbajnë acide hidroksi, të cilat dihet se lehtësojnë reaksionet e aminoacideve dhe do të ishin të zakonshme në Tokën prebiotike. Përzierja u ngroh më pas në 85 gradë Celsius (185 gradë Fahrenheit), e cila përshpejtoi procesin e reagimit dhe bëri që uji të avullojë. Reagimet kimike që rezultuan u studiuan më pas.

 

Për habinë e tyre, aminoacidet biologjike formohen spontanisht në segmente të zoti që lidhen së bashku përmes grupeve α-amine. Këto grupe janë ato që janë bërë nga azoti dhe hidrogjeni dhe janë mjaft reaktive. Sidoqoftë, ato janë gjithashtu pjesë e thelbit të aminoacideve dhe aminave të tjera që formojnë sidechains që shtrihen nga bërthama (të cilat u përdorën në këtë eksperiment) janë shpesh më reagues. Siç tha Dr. Frenkel-Pinter:

“Na befasoi që kjo kimi favorizoi lidhjen α-amine që gjendet në proteina, edhe pse parimet kimike mund të na kishin shtyrë të besonim se lidhja jo-proteine ​​do të favorizohej. Preferenca për lidhjen e ngjashme me proteinën mbi jo proteinat ishte rreth shtatë në një “.

Aminoacidet biologjike rrahin ato jo biologjike përsa i përket reaktivitetit.

Një surprizë tjetër ishte fakti që aminoacidet biologjike rrahin ato jo biologjike përsa i përket reaktivitetit. Acidet e fundit, të cilat sot nuk gjenden në proteina, kishin potencialin të reagojnë kimikisht po aq (ose më mirë se) ato biologjike. Për më tepër, ekipi parashikoi që përfshirja e këtyre acideve do t’i jepte atyre biologjike një fitim për paratë e tyre dhe madje mund të çonte në krijimin e proteinave të reja.

Sidoqoftë, reagimet rezultuan kryesisht në formimin e peptideve (dy ose më shumë blloqe ndërtimi të aminoacideve të lidhura së bashku) që ishin më afër proteinave të sotme reale. Në veçanti, studiuesit menduan se aminoacidet jo biologjike do të mposhtnin aminoacidin biologjik të njohur si lisinë dhe që lizina nuk do të ishte në gjendje të krijonte zinxhirë të besueshëm.

 

Në të dy rastet, ata ishin gabim dhe në vend të kësaj zbuluan se lizina hyri kryesisht në zinxhirë në një mënyrë që të jetë e ngjashme me atë që ndodh me proteinat sot. Nga kjo, skuadra hipotezoi që zinxhirët e parafabrikuara të aminoacideve që janë të dobishëm në sistemet e gjalla të evoluara para se të kishte gjetur jetën një mënyrë për të bërë proteina.

Aminoacidet biologjike janë të preferuara ndaj atyre jo biologjike

Fakti që eksperimenti i tyre tregoi se aminoacidet biologjike janë të preferuara ndaj atyre jo biologjike gjithashtu mund të ofrojnë një pasqyrë të re pse vetëm 20 aminoacide hynë në formimin e jetës. Shkencëtarët besojnë se ka pasur mbi 500 acide që ndodhin natyrisht të pranishme në Tokë gjatë Honit të Eonit. Siç shpjegoi Loren Williams, një profesor i biokimisë në Georgia Tech:

“Ideja jonë është që jeta filloi me shumë blloqe ndërtimi që ishin atje dhe përzgjodhën një nënbashkësi të tyre, por ne nuk e dimë se sa u zgjodh në bazë të kimisë së pastër ose sa procese biologjike bëri zgjedhja. studim, duket se biologjia e sotme mund të pasqyrojë këto reagime të hershme kimike prebiotike më shumë sesa kishim menduar ”.

“Në Tokën prebiotike, do të kishte një grup shumë më të madh të aminoacideve. A ka diçka të veçantë në lidhje me këto 20 aminoacide? Apo këto thjesht u ngrinë në një moment në kohë nga evolucioni?” Shkurt, eksperimenti sugjeron që llojet e aminoacideve të përdorura në proteina ka më shumë të ngjarë të lidhen së bashku sepse ato reagojnë së bashku në mënyrë më efikase dhe kanë pak reagime anësore joefikase.

Llojet e aminoacideve të përdorura në proteina ka më shumë të ngjarë të lidhen së bashku sepse ato reagojnë së bashku në mënyrë më efikase dhe kanë pak reagime anësore joefikase.

Ne periudhe afatshkurter, eksperimenti sugjeron që llojet e aminoacideve të përdorura në proteina ka më shumë të ngjarë të lidhen së bashku. Sepse ato reagojnë së bashku në mënyrë më efikase dhe kanë pak reagime anësore joefikase. Ai gjithashtu i jep besueshmëri shtesë teorisë. Teorise  qe shumica e polimereve biologjike të formuara në cikle të lagështa dhe të thata, që është diçka për të cilën studiuesit e CCT kanë argumentuar me vite.

Teori, qe thotë se proteinat e para kanë ndodhur në banesa të papastërta të shiut ose shkëmbinj të liqeneve.  Eshtë në kundërshtim me narracionin më konvencional.  Që blloqet ndërtimore të jetës mbështeten në ngjarje të rralla dhe kataklizmike. Si dhe me përbërës të shumtë në mënyrë që të dalë. Duke treguar se ka të ngjarë të jetë një proces shumë më i drejtpërdrejtë.  Ky hulumtim mund të na sjellë një hap më afër zhbllokimit të këtij misteri të vjetër.

Mund të ketë gjithashtu pasoja në kërkimin e jetës përtej Tokës. Nëse blloqet ndërtimore të jetës janë natyrisht reaktive dhe tërhiqen nga njëri-tjetri. Atëherë ka të ngjarë të rritë shanset që reagime të ngjashme kimike të ndodhin diku tjetër në Univers!