„Discovery“ palaiko naują nuostabų požiūrį į tai, kaip buvo sukurtas gyvenimas Žemėje

Naujai aprašyta cheminė reakcija gali surinkti DNR formas, kol nėra gyvybės formų ir jų fermentų.

Išvados patvirtina teoriją, kad gyvybė mūsų planetoje atsirado dėl RNR ir DNR mišinio.

„Scripps Research“ chemikai rado atradimą, kuris palaiko naują stulbinamą požiūrį į tai, koks buvo gyvenimas mūsų planetoje.

Tyrime, paskelbtame žurnale „Chemistry“ Taikomoji chemija, įrodė, kad paprastas junginys, vadinamas diamidofosfatu (DAP), kuris galėjo būti Žemėje, kol jis dar nesuformavo gyvybės, gali būti chemiškai nudažytas DNR pirminiuose DNR sukurti blokus, vadinamus deoksinukleozidais.

Šis atradimas yra paskutinis pastarųjų metų atradimų ciklas ir parodo DNR bei artimų cheminių pusbrolių galimybę. RNR jie atsirado kaip panašių cheminių reakcijų produktas, o pirmosios savireplikacijos molekulės – pirmosios gyvybės formos Žemėje – buvo šių dviejų mišiniai.

Šis atradimas gali paskatinti naujas praktines chemijos ir biologijos taikymo sritis, tačiau pagrindinė jo reikšmė yra išspręsti ilgai trukusį pirmojo Žemės gyvenimo klausimą. Visų pirma, savaime replikuojantis DNR ir RNR maišymas atvėrė kelią platesniems tyrimams, kurie galėtų vystytis ir skleisti sutrikimus Pirmykštėje teritorijoje ir galiausiai pasėti brandesnę šiuolaikinių organizmų biologiją.

“Šis atradimas yra svarbus žingsnis kuriant tikslų cheminį modelį, kaip ankstyvosios gyvybės formos atsirado Žemėje”, – sako dr. Ramanarayananas Krishnamurthy, pagrindinis tyrimo autorius, „Scripps Research“ chemijos docentas.

Išvados nutolsta nuo hipotezės, kad pastaraisiais dešimtmečiais vyravo originalios gyvybės chemijos sritis: „RNR pasaulio“ hipotezėje teigiama, kad pirmieji replikatoriai buvo pagrįsti RNR, o vėliau DNR buvo sukurta kaip produktas. RNR gyvybės formos.

Ar RNR yra per daug lipni?

Krishnamurthy ir kiti iš dalies ginčijo RNR pasaulio hipotezę, nes RNR molekulės gali būti „lipnios“ ir tarnauja kaip pirminės savireplikatorės.

RNR grandinė gali pritraukti kitus atskirus RNR blokus, kurie yra pritvirtinti prie jos, kad susidarytų tam tikra veidrodinio atvaizdo grandinė – naujojoje grandinėje kiekvienas statybinis elementas yra susietas su savo papildomu statybiniu bloku pirminėje „šablono“ grandinėje. Jei naujoji grandinė pašalinama iš šablono grandinės ir jei per tą patį procesą pradedamas kurti kitų naujų eilučių šablonas, tai ji pasiekė savęs replikacijos žygdarbį, kuris yra gyvenimo pagrindas.

Bet nors RNR sruogos gali mokėti šablonuoti papildomas sruogas, jos ne taip gerai jas skiria nuo sruogų. Šiuolaikiniai organizmai sukuria fermentus, kurie gali priversti RNR ar DNR susigiminiavusias sruogas kurti savo kelius, taip leisdami pasikartoti, tačiau nėra aišku, kaip tai būtų galima padaryti pasaulyje, kuriame fermentų dar nebuvo.

Chimerinis tirpalas

Krishnamurthy ir jo kolegos naujausiuose tyrimuose parodė, kad „chimerinės“ molekulinės sruogos, kurios yra DNR ir RNR dalis, gali įveikti šią problemą, nes jos gali lipniai formuoti papildomas sruogas, gana lengvai jas atskirdamos. .

Pastaraisiais metais labai cituojamuose dokumentuose chemikai parodė, kad paprastos ribonukleozidai ir deoksinukleozidai, atitinkamai RNR ir DNR, Žemės pradžioje galėjo susidaryti labai panašiomis cheminėmis sąlygomis.

Be to, 2017 m. Buvo pranešta, kad organinis junginys DAP gali atlikti lemiamą vaidmenį modifikuojant ribonukleozidus ir sujungiant juos pirmosiose RNR grandinėse. Nauji tyrimai rodo, kad panašiomis sąlygomis DAP galėtų padaryti tą patį su DNR.

“Nenuostabu, mes nustatėme, kad naudojant DAP geriau reaguojama su deoksinukleozidais, kai deoksinukleozidai nėra vienodi, bet kai jie yra skirtingų DNR” raidžių “, tokių kaip A ir T, pavyzdžiui, A ir T, arba G ir C, kaip tikros DNR, mišiniai”, – sako jis pirmiausia. autorius, daktaras Eddy Jiménezas, Krishnamurthy laboratorijos podoktorantūros asociacija.

“Dabar, kai mes geriau suprantame, kaip primityvi chemija galėjo sukurti pirmąsias RNR ir DNR, galime pradėti juos naudoti ribonukleozidų ir deoksinukleozidų blokų mišiniuose, kad sužinotume, kokios chimerinės molekulės susidaro ir ar jos gali savarankiškai daugintis ir vystytis”, – sako Krishnamurthy.

Jis pažymėjo, kad darbas taip pat gali būti plačiai pritaikomas praktikoje. Dirbtinė DNR ir RNR sintezė, pavyzdžiui, naudojant pagrindinę „PGR“ techniką COVID-19 testavimas – tai didelis pasaulinis verslas, tačiau jie yra gana trapūs ir todėl priklauso nuo fermentų, turinčių daug apribojimų. Krishnamurthy teigia, kad stiprūs cheminiai ir fermentų neturintys DNR ir RNR generavimo metodai gali būti patrauklesni daugeliu atvejų.

Nuoroda: Eddy Jiménez, Clémentine Gibard ir Ramanarayanan Krishnamurthy „Preoksinis deoksinukleozidų fosforilinimas ir oligomerizacija kartu, kad susidarytų DNR“, 2020 m. Gruodžio 15 d., Taikomoji chemija.
DOI: 10.1002 / anie.202015910

Finansavimą skyrė Simono fondas.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Išradingi vandenyno mikrobai puikiai renka maistą, kai jo trūksta

Coscinodiscus wailesii diatoma su pritvirtinta Pseudovorticella coscinodisci ciliarine epibionte. Brūkšninės linijos gaunamos iš srautų, kuriuos generuoja silikatiniai epibionai. Šaltinio vaizdo įrašas buvo...

Žindymas – net kelias dienas – susijęs su mažesniu vaikystės kraujospūdžiu

Net keletą dienų žindomų kūdikių kraujospūdis 3 metų amžiaus yra žemesnis nei vaikų, kurie niekada nemaitino krūtimi. Žindomų naujagimių kraujospūdis yra žemas, neatsižvelgiant į jų...

Dirbtinio intelekto naudojimas norint rasti senėjimo cheminius junginius

Iki Surėjaus universitetas 2021 m. Liepos 24 d Surrey universitetas sukūrė dirbtinio intelekto (AI) modelį, kuris identifikuoja sveiką senėjimą skatinančius cheminius junginius, atverdamas kelią farmacijos naujovėms,...

NASA apdovanojo „SpaceX“ sutartį su „Europa Clipper“ misijos įkūrimu

Jis yra NASA 2021 m. Liepos 24 d Šis vaizdas, patikslintas 2020 m. Gruodžio mėn., Rodo NASA erdvėlaivį „Europa Clipper“. Vidaus vandenynams padvigubėjus žemės vandenynų...

Surasti povandeninį kalną šalia Kalėdų salos kaip Saurono akis

Autoriai: Philas Vandenbossche'as ir Nelsonas Kuna / CSIRO Kaip ir „Žiedų valdovo“ trilogijos Saurono akis, povandeninį vulkaną tyliai atskleidė kelių spindulių sonaras, esantis 3100 metrų...

Newsletter

Subscribe to stay updated.