Походження життя: Від Маттера до Життя Біологія

Україна



Який рецепт життя? Якщо ви будували клітинку з нуля, які інгредієнти потрібно? У якому середовищі ви перетворите неживу речовину в живу клітинку? Гарвардський біохіміст Джек Шостак намагається відповісти на ці питання шляхом відновлення динамічного світу, в якому народився життя.

Шостак намагається зрозуміти, скільки різних рецептів існують для створення життя. Як виникло життя на Землі і може її походження на іншому планеті?

"Ми дивимося на дуже тонку скибочку загальної проблеми", - каже Шостак. Ми припустимо, що у нас є хімічні блоки життя: а потім ми просимо себе, що нам потрібно зробити, щоб ці хімічні речовини з'єднуються і працюють як клітина? Шостак, незважаючи на свою скромність, є важливою фігурою в біохімії - лауреат Нобелівської премії, професор генетики і вчений в Медичному інституті імені Гугса - і проект, який займається, він каже, адресує найцікавішу проблему в хімії. Перехід з хімії до біології, від матерії до життя. У своїй лабораторії Шостак відтворює хімію ранньої Землі, навіть перед початком життя, щоб побачити, як почалися основні будівельні блоки життя — ліпіди, нуклеотиди та амінокислоти — почали збиратися в більші структури: мембрани, молекули РНК та пептиди. Він хоче знати, як речовина, що протікає від форми безжиттєвих реакцій до хімії перших простих живих клітин.

Такі примітивні клітини, або протоцели, повинні бути простішими, ніж будь-яка сучасна клітина, організація якого ґрунтується на «центральному собачі» біології: ДНК, що містить генетичний код клітинки в ланцюжку нуклеотидів А, Т, Г та С, перекривається в РНК, а потім заводи називають рибосомами перевести РНК в послідовність двадцять амінокислот, які складають білки. Ці білки контролюють практично всі операції клітин, від бактерій до людини: рух, харчовий обмін, видалення відходів, прискорення і уповільнення хімічних реакцій, які копіюють наші гени.

Але на початку не було білків: як клітинки розвивалися, щоб зробити їх? І як з'явилася перша клітинка, як вона перехрестила межі з хімії до нового, живого світу біології?

Життя, ймовірно, породжується в невеликому водоймі або озері, Шостак вважає, не в океані, багато людей вірять. Дощові басейни надають свіже водне середовище, в якому можуть формуватися делікатні клітинні мембрани простих жирних кислот, які миттєво будуть знищені в солоному океані. У деяких таких ставках змішуються ключові елементи, нагріваються і охолоджуються в правій послідовності, щоб стати життям. Неживі молекули, які накопичуються під товстою шкірою, якось мають можливість саморегуляти і розвиватися: такий Шостак бачить визначення життя.

Дуже ймовірно, що життя виникла біля гідротермічного джерела: підводний струмінь гарячої води, що протікає в холодну воду озера icy. Вона була як піч, так і морозильною камерою, в якій були варені інгредієнти життя, охолоджені, відталені в порядку, необхідний для нуклеїнових кислот, що проходять цикли розмноження, і жирові кислоти мембрани дозволяють поживним речовинам переходити в клітинку.

Перший простий "протоцепель" Шостак намагається відтворити в лабораторії - просто котушку генетичного матеріалу, оточеного товстою шкірою - почав копіювати себе з мінімальною варіацією, і ці варіації додані переваги до певних клітин. Ця різноманітність призвела до конкурентного процесу еволюції Дарвіна, Shostak стверджує, і в кінцевому рахунку до дерева життя, як ми знаємо це сьогодні.

Головне - початок, перехід від нульових генів до одного гена. Цей «старт» момент – це фокус дослідження Шостака: пошук перших «живих хімічних речовин», перехід від хімії до біології: коли набір молекул вперше став живою. Сростак прагне до приведення молекул до життя в лабораторію, на якому було розпочато життя, як на Землі, так і в іншому місці в Всесвіті. Видання



П.П.С. І пам'ятайте, що лише зміна нашої свідомості – разом ми змінюємо світ!

Джерело: hi-news.ru