>
Ciekawa koncepcja. W dzieciństwie obserwowałem takie wysychające kałuże i zdumiewała mnie ilość malutkich organizmów w nich żyjących. A propos eksperymentu Stanleya Millera. Znacie jakieś podobne eksperymenty? Nie chodzi mi o te powtórzone (Millera).science.sciencemag.org/content/314/5805/1558.full"W eksperymencie wykazaliśmy, w jaki sposób sprawność błonowa (tj. Wzrost) może przyczyniać się do sprawności komórkowej. Pęcherzyki kwasów tłuszczowych mogą rosnąć spontanicznie.
Stwierdziliśmy, że wzrost błony generuje transbłonowy gradient pH, ze względu na szybsze flip-flop cząsteczek protonowanego kwasu tłuszczowego wprowadzonych do zewnętrznej ulotki membrany.
Zakwaszenie wnętrza pęcherzyków zmierzono za pomocą kapsułkowanego, wrażliwego na pH barwnika fluorescencyjnego (piranina).
Zatem, protokomórka może wychwytywać znaczną część (~ 12%) energii uwalnianej podczas wzrostu błony i przechowywać ją w postaci gradientu pH.
We współczesnych systemach biologicznych gradienty pH są szeroko stosowane do przechowywania i transdukcji energii.
W przypadku protokomórki ta energia może być nawet bezpośrednio użyta do napędzania procesów komórkowych, takich jak wychwytywanie amin w celu wspomagania składania RNA.
Zatem nie trzeba ewoluować dodatkowych enzymów dla tej podstawowej formy wychwytywania i magazynowania energii, co jest tylko konsekwencją fizycznych właściwości pęcherzyków."
oraz
wyborcza.p(*)_kura__Zblizylismy_sie_do.htmlSą jednak też zwolennicy hipotezy, że metabolizm musiał pojawić się pierwszy, zanim pojawiły się zdolne do samopowielania replikatory. Stoją oni na stanowisku, że miliardy lat temu nie tylko pojawiły się aminokwasy, ale i tworzyło się wiele innych związków. Powstawały w reakcjach chemicznych, które czerpały energię z otoczenia. Reakcje chemiczne stawały się coraz bardziej złożone i coraz bardziej zależne jedna od drugiej, co można by uznać za rodzaj metabolizmu. Dopiero z czasem coraz bardziej skomplikowane reakcje metaboliczne doprowadziły do powstania również takich związków, które mogły się same powielać, na przykład RNA.
Sceptycy upierają się jednak, że to niemożliwe, aby tak złożone reakcje chemiczne, jakie mają miejsce w żywych komórkach, mogły spontanicznie powstawać w środowisku.
Zatem co było pierwsze - jajo czy kura?
Czy pierwszy był metabolizm, czy replikatory? Ostatnie odkrycie naukowców z Uniwersytetu Cambridge rzuca światło na to pytanie. Badacze postanowili dodać pochodne cukrów (fosforylowane pochodne cukrów, które występują w żywych komórkach) do mieszaniny związków chemicznych, odpowiadających składowi oceanów sprzed miliardów lat, po czym podgrzewali mieszaninę do temperatury między 50 a 90 stopni C. Takie temperatury były zdaniem naukowców powszechne przed miliardami lat, występują w oceanach także i dziś - w pobliżu kominów hydrotermalnych.
Po pięciu godzinach podgrzewania takiej mieszaniny naukowcy odkryli w roztworze ślady aż 29 różnych reakcji chemicznych, które wchodzą w skład glikolizy i szlaku pentozofosforanowego, czyli reakcji chemicznych stanowiących podstawę przemiany materii każdej komórki na Ziemi. Te kluczowe dla życia komórek zarówno roślin, jak i zwierząt reakcje zachodzą w żywych organizmach pod wpływem złożonych białkowych enzymów. Eksperyment wykazał jednak, że rolę enzymów mogą pełnić jony metali: żelaza, kobaltu i niklu, których w pierwotnym oceanie było pod dostatkiem.
Szczególnie istotne było odkrycie, że w wyniku eksperymentu powstał także rybozo-5-fosforan, niezbędny do syntezy RNA. Wielce prawdopodobne jest zatem, że w praoceanie zachodziło coś na kształt pierwotnego metabolizmu, a dopiero on przyczynił się do powstania RNA. To sprawia, że bardziej prawdopodobna jest kolejność: najpierw metabolizm, potem związki zdolne do replikacji. To pierwszy eksperyment, który pokazuje, że można stworzyć szlaki metaboliczne bez obecności RNA - twierdzą badacze.
Życie, życie wszędzie!
Jednak na decydujące rozstrzygnięcie trzeba będzie poczekać. Jest to pierwszy eksperyment, który wykazał, że w pierwotnych oceanach mogły zachodzić aż tak bardzo złożone reakcje chemiczne, będące podstawą metabolizmu wszystkich istot żywych. Jeśli uda się takie wyniki powtórzyć oraz - co zauważają krytycy - wskazać, w jaki sposób w pierwotnym oceanie mogło dojść do powstawania fosforylowanych pochodnych cukrów, użytych w eksperymencie, dopiero wtedy zbliżymy się do odpowiedzi na pytanie, jak powstało życie na Ziemi.
Znamy tylko jedną planetę, na której istnieje życie. Jeśli reakcje podobne do tych, które zachodzą we wszystkich organizmach żywych, także zachodzą w wodzie, w której rozpuszczone są odpowiednie związki chemiczne, to być może powstanie życia nie jest wcale tak wyjątkowym faktem, jak nam się czasem wydaje. Pojawia się na każdej planecie, na której są ku temu odpowiednie warunki.
Odkrycie badaczy z Cambridge sprawia, że łatwiej wyobrazić sobie nie tylko powstanie życia na Ziemi, ale i w wielu innych układach gwiezdnych we Wszechświecie.
Wyniki badań ukazały się w Molecular Systems Biology.
Pozdrawiam
1 na 1
