Chemiker zeigen, dass Leben auf der Erde nicht war ein Glücksfall (Op-Ed)

Dieser Artikel erschien ursprünglich in The Conversation. Die Publikation beigetragen zu LiveScience des Artikels Experten stimmen: Op-Ed & Einblicke.

Wie Leben aus unbelebter Sets von Chemikalien kam, ist noch ein Geheimnis. Während wir nie sicher die Chemikalien auf prebiotische Erde existierte sein kann, können wir die Biomoleküle studieren, die wir heute geben uns Hinweise auf was geschahen vor 3 Milliarden Jahren müssen.

Jetzt haben Wissenschaftler eine Reihe von diese Biomoleküle verwendet, um einen Weg zu zeigen, in denen Leben begonnen haben könnte. Sie fanden, dass diese molekularen Maschinen, die in lebenden Zellen heute existieren, nicht viel auf eigene Faust tun. Aber sobald sie fetthaltige Chemikalien, die eine primitive Version von einer Zellmembran bilden hinzufügen, es habe die Chemikalien nahe genug, um in einer sehr spezifischen Weise reagieren.

Diese Form der Selbstorganisation ist bemerkenswert, und herauszufinden, wie es kommt möglicherweise haben den Schlüssel zum Verständnis des Lebens auf der Erde gebildet und vielleicht, wie es auf anderen Planeten bilden könnten.

Chemiker erhielt 1987 den Nobelpreis für Chemie für zeigen, wie komplexe Moleküle, die sehr präzise Funktionen ausführen kann. Eine der Verhaltensweisen dieser Moleküle heißt Selbstorganisation, wo verschiedene Chemikalien kommen zusammen, weil viele auf sie einwirkenden Kräfte und eine molekulare Maschine in der Lage, auch komplexe Aufgaben. Jede lebende Zelle ist voll von diesen molekularen Maschinen.

Pasquale Stano an der Universität Roma Tre und seine Kollegen waren interessiert, mit diesem wissen, um die Entstehung des Lebens zu erforschen. Um Dinge einfach zu gestalten, entschieden sie sich für eine Assembly, die Proteine produziert. Diese Versammlung besteht aus 83 verschiedene Moleküle, einschließlich DNA, die programmiert wurde, um ein spezielles grün fluoreszierende Protein (GFP) zu produzieren, das unter einem confocal Mikroskop beobachtet werden konnte.

Die Montage kann nur Proteine produzieren, wenn seine Moleküle nahe genug zusammen, um miteinander reagieren werden. Bei der Montage mit Wasser verdünnt wird, können sie nicht mehr reagieren. Dies ist ein Grund, dass die Innenseiten der lebenden Zellen sehr voll, konzentriert sind: die Chemie des Lebens arbeiten zu ermöglichen.

Um neu zu erstellen diese molekularen Gedränge, hinzugefügt Stano eine Chemikalie namens POPC, die verdünnte Lösung. Fetthaltige Molekülen wie POPC nicht mit Wasser mischen, und wenn in Wasser gelegt, bilden sie automatisch Liposomen. Diese haben eine sehr ähnliche Struktur, die Membranen der lebenden Zellen und sind weit verbreitet, die Entwicklung der Zellen zu studieren.

Stano Berichte in der Zeitschrift Angewandte Chemie, dass viele diese Liposomen einige Moleküle der Versammlung gefangen. Aber bemerkenswert, fünf in jedem 1.000 solcher Liposomen hatten alle 83 der Moleküle benötigt, um ein Protein zu produzieren. Diese Liposomen produziert große Menge der GLP und leuchteten grün unter dem Mikroskop.

Computerberechnungen zeigen, dass auch durch Zufall fünf Liposomen in 1.000 nicht alle 83 Moleküle der Versammlung gefangen haben könnte. Ihre berechnete Wahrscheinlichkeit für sogar eine solche Liposomen zu bilden ist im Wesentlichen gleich Null. Die Tatsache, dass solche Liposomen gebildet und, die GFP wurde produziert, bedeutet, dass etwas ganz Besonderes passiert.

Stano und seine Kollegen noch verstehe nicht warum das passiert ist. Es kann noch ein zufälliger Prozess sein, den ein besseres statistisches Modell zu erklären. Es kann sein, dass diese bestimmte Moleküle zu dieser Art der Selbstorganisation geeignet sind, weil sie bereits hoch entwickelt sind. Ein wichtiger nächster Schritt ist zu prüfen, ob ähnliche, aber weniger komplexe Moleküle auch in der Lage, dieses Kunststück sind.

Unabhängig von den Einschränkungen hat Stano Experiment zum ersten Mal gezeigt, die Selbstmontage der molekularen Maschinen in einfachen Zellen ein unvermeidlicher physikalischen Prozess sein kann. Um herauszufinden, wie genau diesem Selbstmontage geschieht, bedeutet einen großen Schritt in Richtung zum Verständnis, wie Leben entstanden ist.

Andrew Bissette funktioniert nicht für, zu konsultieren, eigene Anteile an oder von einem Unternehmen oder einer Organisation, würde profitieren von diesem Artikel, und hat keine relevanten Zugehörigkeiten, finanziert.

Dieser Artikel erschien ursprünglich in The Conversation. Lesen Sie die