Sinusuportahan ng Discovery ang isang nakakagulat na bagong pananaw sa kung paano nagkaroon ng buhay sa Earth

Ang bagong inilarawan na reaksyon ng kemikal ay maaaring tipunin ang mga bloke ng DNA bago ang mga form ng buhay at ang kanilang mga enzyme.

Sinusuportahan ng pagtuklas ang teorya na ang buhay sa ating planeta ay nagmula sa pinaghalong RNA at DNA.

Ang mga Chemist sa Scripps Research ay gumawa ng isang pagtuklas na sumusuporta sa isang nakakagulat na bagong pananaw sa kung paano nagmula ang buhay sa ating planeta.

Sa isang pag-aaral na inilathala sa isang journal ng kemikal naglapat ng kimika, ipinakita na ang isang simpleng compound na tinawag na diamidophosphate (DAP), na pinaniniwalaan na naroroon sa Earth bago mabuo ang buhay, ay maaaring maiugnay nang chemically. DNA mga bloke ng gusali na tinawag na deoxynucleosides sa mga hibla ng pangunahing DNA.

Ang pagtuklas ay ang pinakabagong sa isang serye ng mga natuklasan sa nakaraang ilang taon na tumutukoy sa posibilidad na ang DNA at ang malapit nitong pinsan na kemikal RNA sama-sama silang bumangon bilang mga produkto ng magkatulad na reaksyong kemikal, at ang unang mga nagpapakopya sa sarili na mga molekula – ang mga unang anyo ng buhay sa Daigdig – ay mga paghahalo ng dalawa.

Ang pagtuklas ay maaari ring humantong sa mga bagong praktikal na aplikasyon sa kimika at biology, ngunit ang pangunahing kahalagahan nito ay nakasalalay sa katotohanang nakikipag-usap ito sa sinaunang tanong kung paano unang nabuhay ang Buhay Sa partikular, binibigyan nito ang daan para sa mas malawak na pag-aaral kung paano ang pagkopya ng mga paghahalo ng DNA-RNA sa kanilang sarili ay maaaring umunlad at kumalat sa primordial Earth at kalaunan ay magpapalabas ng isang mas matandang biology ng mga modernong organismo.

“Ang paghanap na ito ay isang mahalagang hakbang sa pagbuo ng isang detalyadong modelo ng kemikal kung paano nabuo ang mga unang anyo ng buhay sa Lupa,” sabi ni Ramanarayanan Krishnamurthy, PhD, associate professor ng kimika sa Scripps Research.

Inililipat din ng paghanap ang larangan ng kimika ng pinagmulan ng buhay mula sa teorya na pinangibabawan nito sa mga nagdaang dekada: Ipinapalagay ng “mundo ng mundo” na teorya na ang unang mga replika ay batay sa RNA at ang DNA ay nagmula sa paglaon bilang isang produkto ng mga porma ng buhay ng RNA.

Masyadong malagkit ba ang RNA?

Si Krishnamurthy at iba pa ay bahagyang nagtanong sa hipotesis ng RNA World dahil ang mga RNA Molekyul ay maaaring maging masyadong “malagkit” upang maglingkod bilang unang mga replicator sa sarili.

Ang RNA strand ay maaaring makaakit ng iba pang mga indibidwal na mga bloke ng gusali ng RNA na dumidikit at bumubuo ng isang uri ng chain ng imahe ng salamin – ang bawat block ng gusali sa bagong strand ay nagbubuklod sa kanyang pantulong na bloke ng gusali sa orihinal na “template” na strand. Kung ang isang bagong string ay maaaring ihiwalay mula sa template string at iba pang mga bagong string ay maaaring masimulan gamit ang parehong pamamaraan, ang pagtitiklop sa sarili ay naging isang tagumpay sa buhay.

Ngunit habang ang mga hibla ng RNA ay maaaring mahusay sa pag-template ng mga pantulong na hibla, hindi sila mahusay sa paghihiwalay mula sa mga hibla. Ang mga modernong organismo ay gumagawa ng mga enzyme na maaaring pilitin ang mga fuse strands ng RNA – o DNA – bawat isa sa sarili nitong paraan, na pinapayagan ang pagtitiklop, ngunit hindi malinaw kung paano ito magagawa sa isang mundo kung saan wala pa ang mga enzyme.

Solusyon ng Chimeric

Sa mga nagdaang pag-aaral, ipinakita ni Krishnamurthy at mga kasamahan na ang “chimeric” na mga molekular na hibla na bahagi ng DNA at RNA ay maiiwasan ang problemang ito sapagkat maaari silang mag-template ng mga pantulong na hibla sa isang mas malagkit na paraan na nagpapahintulot sa kanila na medyo madali na magkahiwalay.

Sa huling ilang taon, ang mga chemist ay nagpakita din ng malawak na nabanggit na mga artikulo na ang mga simpleng bloke ng gusali ng ribonucleosides at deoxynucleosides, RNA at DNA, ay maaaring mabuo sa ilalim ng halos magkatulad na mga kemikal na kondisyon sa unang Daigdig.

Bilang karagdagan, noong 2017, iniulat nila na ang organic compound na DAP ay maaaring gampanan ang isang mahalagang papel sa pagbabago ng ribonucleosides at isama ang mga ito sa mga unang hibla ng RNA. Ipinapakita ng isang bagong pag-aaral na maaaring gawin ng DAP ang pareho para sa DNA sa ilalim ng mga katulad na kundisyon.

“Sa aming sorpresa, nalaman namin na ang paggamit ng DAP upang tumugon sa deoxynucleosides ay gumagana nang mas mahusay kapag ang deoxynucleosides ay hindi lahat magkapareho, ngunit sa halip ay isang halo ng iba’t ibang” mga titik “ng DNA, tulad ng A at T o G at C, tulad ng totoong DNA,” sabi niya. unang may-akda na si Eddy Jiménez, PhD, postgraduate na mananaliksik sa laboratoryo ng Krishnamurthy.

“Ngayon na mas naintindihan natin kung paano maaaring likhain ng kimika ng primordial ang unang RNA at DNA, maaari nating simulang gamitin ito sa mga mixture ng ribonucleoside at deoxynucleoside na mga bloke ng gusali upang makita kung ano ang nabubuo ng mga chimeric Molekyul – at kung maaari ba silang magtiklop at magbago sa kanilang sarili.” Krishnamurthy.

Sinabi niya na ang trabaho ay maaari ring magkaroon ng isang malawak na hanay ng mga praktikal na paggamit. Artipisyal na pagbubuo ng DNA at RNA – halimbawa, ang diskarteng “PCR”, na siyang batayan COVID-19 mga pagsubok – kumakatawan sa isang malaking pandaigdigang negosyo, ngunit nakasalalay ito sa mga enzyme na medyo marupok at samakatuwid ay may maraming mga limitasyon. Ang mga matatag na pamamaraan ng kemikal na walang mga enzyme para sa paggawa ng DNA at RNA ay maaaring maging mas kaakit-akit sa maraming mga konteksto, sabi ni Krishnamurthy.

Sanggunian: “Prebiotic phosphorylation at sabay na oligomerization ng deoxynucleosides upang mabuo ang DNA” Eddy Jiménez, Clémentine Gibard at Ramanarayanan Krishnamurthy, 15 Disyembre 2020, naglapat ng kimika.
DOI: 10.1002 / anie.202015910

Ang pagpopondo ay ibinigay ng Simons Foundation.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Ang “misteryo ng nawawalang yelo” ay sa wakas ay nalutas sa paggalaw ng crust ng Earth

Greenland Glaciers 2018. Credit: NIOZ, Kim Chatter Isang bagong pandaigdigang muling pagtatayo ng yelo sa nakaraang 80,000 taon. Sa panahon ng mga yelo, bumabagsak ang pandaigdigang...

Isang Hindi Inaasahang Pag-ikot sa Quantum Physics Maaaring Maipaliwanag ang Imbalanse ng Matter / Antimatter

Kakulangan ng mahusay na proporsyon sa qubits, hindi maitama ang mga error dito computing ng kabuuanngunit maaari nitong ipaliwanag ang kawalan ng timbang ng...

Ang Unang Taong Tao sa New England Maaaring Magbahagi ng Landscape Sa Mga Woolly Mammoths

Kopya ng isang Woolly mammoth (Mammuthus primigenius) sa Royal BC Museum sa Victoria, British Columbia, Canada. Ipinakita mula 1979, at ang balahibo ay...

Natuklasan ng mga Siyentista ang Mga Bagong Selula na Nasasangkot sa Malalang Sakit at Pamamaga – Tumpak, Bagong Target para sa Paggamot

Ang pagguhit ng gulugod ng mga cell ng pro-namumula (pula) at anti-namumula MRC1 + macrophages (asul). Kredito: Zylka Lab, UNC School of Medicine Ang...

Salamat sa bagong katalista, ang paggawa ng styrene ay mas mura at berde

Kredito: estado ng NC Ang mga siyentipiko ng engineering ng kemikal ay bumuo ng isang bagong katalista na makabuluhang nagdaragdag ng ani ng paggawa...

Newsletter

Subscribe to stay updated.