Otázka, jak život na naší planetě poprvé vznikl, je otázkou, na kterou jsme dosud plně nezodpověděli, ale věda se neustále přibližuje – a nová studie identifikuje struktury proteinů, které to mohly způsobit.
Nejprve se tým stojící za studií rozhodl vycházet z předpokladu, že život, jak ho známe, závisí na sběru a využití energie. V prvotní polévce starověké země tato energie s největší pravděpodobností pocházela z nebe, ve formě záření ze slunce, nebo z hlubin samotné země, kde teplo prosakovalo hydrotermálními průduchy na dně starověkých moří.
Na molekulární úrovni toto využití energie znamená Přenos elektronů, základní chemický proces, který zahrnuje přenos elektronu z jednoho atomu nebo molekuly na druhý. Základem je přenos elektronů Oxidační a redukční reakce (také známé jako oxidačně-redukční reakce), které jsou životně důležité pro některé základní funkce života.
Vzhledem k tomu, že kovy jsou nejlepšími prvky pro přenos elektronů a složité molekuly zvané proteiny řídí většinu biologických procesů, rozhodli se vědci tyto dva zkombinovat a hledat proteiny, které kovy vážou.
Systematický a výpočetní přístup byl použit k porovnání proteinů pro vyhledávání kovů, které odhalily některé společné rysy, které jsou identické u všech těchto proteinů – bez ohledu na funkci proteinu, kov, na který se váže, nebo dotyčný organismus.
„Viděli jsme, že kov vázající jádra přítomných proteinů jsou skutečně podobná, i když samotné proteiny nemusí být,“ říká mikrobioložka Jana Brombergováz Rutgers University – New Brunswick v New Jersey.
„Také jsme viděli, že tato jádra vázající kovy se často skládají z opakujících se struktur jádra, něco jako bloky Lega. Je zvláštní, že tyto bloky se nacházejí také v jiných oblastech proteinů, nejen v jádrech vážících kovy, a v mnoha dalších proteinech.“ které nebyly v naší studii zohledněny.“
Výzkumníci naznačují, že tyto společné rysy mohly být přítomny a fungovat v prvních proteinech, které se postupem času změnily, aby se staly proteiny, které vidíme dnes – ale zachovávají si některé společné struktury.
myslící Tyto rozpustné minerály ve starověkém oceánu, který pokrýval Zemi před tisíci miliony let, mohly být použity k pohonu míchání elektronů potřebného k přenosu energie, a tedy biologického života.
„Naše pozorování naznačuje, že toto přeskupení těchto malých stavebních bloků mohlo mít jednoho nebo malý počet společných předků a dalo vzniknout celé řadě proteinů a jejich funkcí, které jsou v současné době k dispozici,“ říká Bromberg. „Tedy v životě, jak ho známe.“
Konkrétně se týmu podařilo identifikovat vývoj proteinových záhybů – tvarů, které proteiny přijaly, když se staly biologicky aktivní – které mohly produkovat proteiny, které známe dnes, téměř jako projekt Molecular Family Tree Project.
Studie také dospěla k závěru, že biologicky funkční peptidy, což jsou menší verze proteinů, mohly předcházet nejstarším proteinům z doby před 3,8 miliardami let. To vše přispívá k našemu pochopení toho, jak život poprvé začal.
Jako vždy může být jakákoli analýza počátků života na Zemi důležitá při hledání života i na jiných planetách, protože život se může začít vyvíjet (nebo se již vyvíjel) podobnými biologickými cestami.
„Máme velmi málo informací o tom, jak život na této planetě vznikl, a naše práce přispívá k vysvětlení, které bylo dříve nedostupné,“ říká Bromberg. „Toto vysvětlení by také mohlo přispět k našemu hledání života na planetách a jiných planetárních tělesech.“
„Náš objev specifických strukturálních stavebních bloků je také relevantní pro snahy o syntetickou biologii, protože vědci se snaží nově budovat specificky aktivní proteiny.“
Vyhledávání bylo zveřejněno v vědecký pokrok.
Přátelský webový obhájce. Odborník na popkulturu. Bacon ninja. Tvrdý twitterový učenec.
