_ Originea cercetării vieții descoperă că ARN-ul poate favoriza atât proteinele stângaci, cât și cele dreptaci

Misterul de ce viața folosește molecule cu orientări specifice s-a adâncit odată cu descoperirea că ARN - o moleculă cheie despre care se crede că ar fi avut potențial instrucțiuni pentru viață înainte de apariția ADN-ului - poate favoriza crearea blocurilor de proteine ​​fie în orientarea stângă, fie în cea dreaptă. Rezolvarea acestui mister ar putea oferi indicii despre originea vieții. Descoperirile apar într-o cercetare publicată recent în Nature Communications.

Proteinele sunt moleculele vieții, folosite în orice, de la structuri precum părul la enzime (catalizatori care accelerează sau reglează reacțiile chimice). Așa cum cele 26 de litere ale alfabetului sunt aranjate în combinații nelimitate pentru a forma cuvinte, viața folosește 20 de blocuri diferite de aminoacizi într-o varietate uriașă de aranjamente pentru a face milioane de proteine ​​diferite.

Unele molecule de aminoacizi pot să fie construit în două moduri, astfel încât să existe versiuni cu imagini în oglindă, cum ar fi mâinile tale, iar viața să folosească varietatea pentru stângaci a acestor aminoacizi. Deși viața bazată pe aminoacizi dreptaci ar funcționa bine, cele două imagini în oglindă sunt rareori amestecate în biologie, o caracteristică a vieții numită homochiralitate. Este un mister pentru oamenii de știință de ce viața a ales soiul stângaci în detrimentul celui dreptaci.

ADN-ul (acidul dezoxiribonucleic) este molecula care conține instrucțiunile pentru construirea și funcționarea unui organism viu. Cu toate acestea, ADN-ul este complex și specializat; „subcontractează” munca de citire a instrucțiunilor către moleculele de ARN (acid ribonucleic) și construirea de proteine ​​pentru moleculele de ribozom.

Specializarea și complexitatea ADN-ului îi fac pe oamenii de știință să creadă că ceva mai simplu ar fi trebuit să-l preceadă cu miliarde de ani în urmă. în timpul evoluţiei timpurii a vieţii. Un candidat principal pentru aceasta este ARN-ul, care poate stoca atât informații genetice, cât și poate construi proteine. Ipoteza conform căreia ARN-ul ar putea fi precedat ADN-ul se numește ipoteza „lumii ARN”.

Dacă propunerea lumii ARN este corectă, atunci poate că ceva legat de ARN l-a determinat să favorizeze construirea de proteine ​​pentru stângaci în detrimentul celor dreptaci. cele. Cu toate acestea, noua lucrare nu a susținut această idee, adâncind misterul de ce viața mergea cu proteinele stângaci.

Experimentul a testat molecule de ARN care acționează ca niște enzime pentru a construi proteine, numite ribozime. „Experimentul a demonstrat că ribozimele pot favoriza aminoacizii stângaci sau dreptaci, ceea ce indică faptul că lumile ARN, în general, nu ar avea neapărat o părtinire puternică pentru forma aminoacizilor pe care îi observăm în biologie acum”, a spus Irene Chen. de la Universitatea din California, Los Angeles (UCLA) Samueli School of Engineering, autor corespondent al lucrării.

În experiment, cercetătorii au simulat ceea ce ar fi putut fi Pământul timpuriu condiţiile lumii ARN. Au incubat o soluție care conținea ribozime și precursori de aminoacizi pentru a vedea procentele relative ale aminoacidului dreptaci și stângaci, fenilalanina, pe care le-ar ajuta să le producă.

Au testat 15 combinații diferite de ribozime și au descoperit că ribozimele pot favoriza aminoacizii stângaci sau dreptaci. Acest lucru a sugerat că ARN nu a avut inițial o părtinire chimică predispusă pentru o formă de aminoacizi. Această lipsă de preferință provoacă ideea că viața timpurie a fost predispusă să selecteze aminoacizii stângaci, care domină în proteinele moderne.

„Descoperirile sugerează că eventuala homochiralitate a vieții ar putea să nu fie rezultatul determinismului chimic. dar ar fi putut apărea prin presiuni evolutive ulterioare”, a spus coautorul Alberto Vázquez-Salazar, un savant postdoctoral UCLA și membru al cercetării lui Chen. grup.

Istoria prebiotică a Pământului se află dincolo de cea mai veche parte a înregistrărilor fosile, care a fost ștearsă de tectonica plăcilor, agitarea lentă a scoarței Pământului. În acea perioadă, planeta a fost probabil bombardată de asteroizi, care ar fi putut livra unele dintre elementele de bază ale vieții, cum ar fi aminoacizii. În paralel cu experimentele chimice, alți cercetători despre originea vieții s-au uitat la dovezi moleculare de la meteoriți și asteroizi.

„Înțelegerea proprietăților chimice ale vieții ne ajută să știm ce să căutăm în căutarea vieții. de-a lungul sistemului solar”, a spus coautorul Jason Dworkin, om de știință senior pentru astrobiologie la Goddard Space Flight Center al NASA din Greenbelt, Maryland și director al Goddard's Astrobiology. Laboratorul analitic.

Dworkin este cercetătorul proiectului pentru misiunea NASA OSIRIS-REx, care a extras mostre din asteroidul Bennu și le-a livrat pe Pământ anul trecut pentru studii suplimentare.

„Suntem analizând mostrele OSIRIS-REx pentru chiralitatea (mânerul) aminoacizilor individuali, iar în viitor, probele de pe Marte vor fi, de asemenea, testate în laboratoare pentru dovezi de viață, inclusiv ribozime și proteine”, a spus Dworkin.

(Fluierul)