Αρχική Ειδήσεις Βιο-λογικό «άλμα» δίνει νέα διάσταση στην απαρχή της ζωής στη Γη

Βιο-λογικό «άλμα» δίνει νέα διάσταση στην απαρχή της ζωής στη Γη

0
protein structure unsplash
Protein Structure / Unsplash
Διαφήμιση

Αντιμετωπίζοντας ένα από τα πιο βαθιά αναπάντητα ερωτήματα στη βιολογία, μια ομάδα επιστημόνων του Πανεπιστημίου Rutgers ανακάλυψε το μυστήριο στις δομές των πρωτεϊνών που μπορεί να είναι υπεύθυνες για την προέλευση της ζωής στον αρχέγονο Πλανήτη Γη.

Οι ερευνητές διερεύνησαν το ενδεχόμενο η πρωτόγονη ζωή να προήλθε στον πλανήτη μας από απλά, μη ζωντανά υλικά. Αναφορικά με τις ιδιότητες που ορίζουν τη ζωή όπως τη γνωρίζουμε, κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι οτιδήποτε ζωντανό θα χρειαζόταν για τη συλλογή ενέργειας, πηγές όπως ο Ήλιος ή οι υδροθερμικές οπές.

Ο ρόλος των μετάλων στη σύσταση πρωτεινών

Με μοριακούς όρους, αυτό σημαίνει ότι η ικανότητα ανακατεύθυνσης ηλεκτρονίων ήταν πρωταρχικής σημασίας για τη ζωή. Δεδομένου ότι οι καλύτεροι αγωγοί μεταφοράς ηλεκτρονίων είναι τα μέταλλα (σκεφτείτε τα τυπικά ηλεκτρικά καλώδια) και οι περισσότερες βιολογικές δραστηριότητες πραγματοποιούνται από πρωτεΐνες, οι ερευνητές αποφάσισαν να μελετήσουν τον συνδυασμό των δύο, δηλαδή πρωτεϊνών που δεσμεύουν μέταλλα.

Αφού συνέκριναν όλες τις υπάρχουσες πρωτεϊνικές δομές που δεσμεύουν μέταλλα, για να καθορίσουν τυχόν κοινά χαρακτηριστικά, στη βάση της υπόθεσης ότι αυτά τα κοινά χαρακτηριστικά θα υπήρχαν στις προγονικές πρωτεΐνες και διαφοροποιήθηκαν (ή μεταβιβάστηκαν) για να δημιουργήσουν το φάσμα των πρωτεϊνών που βλέπουμε σήμερα.

EARTH
Εικόνα: UNSPLASH/Elena Mozhvilo

Η εξέλιξη των πρωτεϊνικών δομών

Η εξέλιξη των πρωτεϊνικών δομών συνεπάγεται την κατανόηση του τρόπου με τον οποίο προέκυψαν από συνδυασμό προηγούμενων, έτσι οι ερευνητές σχεδίασαν μια υπολογιστική μέθοδο που διαπίστωσε ότι η συντριπτική πλειονότητα των σημερινών υπαρχουσών πρωτεϊνών που δεσμεύουν μέταλλα είναι κάπως παρόμοιες. Ανεξάρτητα από τον τύπο μετάλλου με τον οποίο συνδέονται, ή από τον οργανισμό που προέρχονται ή τη λειτουργικότητα που αποδίδεται στην πρωτεΐνη ως σύνολο.

«Είδαμε ότι οι πυρήνες που δεσμεύουν τα μέταλλα των υπαρχουσών πρωτεϊνών είναι πράγματι παρόμοιοι, παρόλο που οι ίδιες οι πρωτεΐνες μπορεί να μην είναι», δήλωσε η επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης Yana Bromberg, καθηγήτρια στο Τμήμα Βιοχημείας και Μικροβιολογίας στο Πανεπιστήμιο Rutgers-New Brunswick.

«Είδαμε επίσης ότι αυτοί οι πυρήνες που δεσμεύουν μέταλλα αποτελούνται συχνά από επαναλαμβανόμενες υποδομές, σαν τουβλάκια LEGO. Περιέργως, αυτά τα “τουβλάκια” βρέθηκαν και σε άλλες περιοχές των πρωτεϊνών, όχι μόνο σε πυρήνες που δεσμεύουν μέταλλα, αλλά και σε πολλές άλλες πρωτεΐνες. Η παρατήρησή μας υποδηλώνει ότι οι αναδιατάξεις αυτών των μικρών δομικών στοιχείων μπορεί να είχαν έναν μόνο ή μικρό αριθμό κοινών προγόνων και να προκάλεσαν ολόκληρο το φάσμα των πρωτεϊνών και τις λειτουργίες τους που είναι διαθέσιμες αυτήν τη στιγμή, δηλαδή στη ζωή όπως την ξέρουμε» διευκρίνισε.

Proteins unsplash
Cell Structure with Proteins / Unsplash

Η ευρεία χρήση των συμπερασμάτων

«Έχουμε πολύ λίγες πληροφορίες για το πώς προέκυψε η ζωή σε αυτόν τον πλανήτη, αλλά η δουλειά μας συνεισφέρει σε μια προηγουμένως μη διαθέσιμη εξήγηση», είπε η Bromberg, η έρευνα της οποίας επικεντρώνεται στην αποκρυπτογράφηση των σχεδιαγραμμάτων DNA του μοριακού μηχανισμού της ζωής.

«Αυτή η εξήγηση θα μπορούσε επίσης να συμβάλει στην αναζήτηση ζωής σε άλλους πλανήτες και πλανητικά σώματα. Η ανακάλυψη των συγκεκριμένων δομικών δομικών στοιχείων είναι επίσης σχετική με τις προσπάθειες επιστημόνων της συνθετικής βιολογίας, να κατασκευάσουν εκ νέου ειδικά ενεργές πρωτεΐνες».

Η μελέτη, που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Science Advances, χρηματοδοτήθηκε από τη NASA, στην πορεία της οποίας προσχώρησαν επίσης ερευνητές από το Πανεπιστήμιο του Μπουένος Άιρες.

Διαφήμιση
Προηγούμενο άρθροΑνάσα αισιοδοξίας – Υποχωρούν τα νέα κρούσματα κορονοϊού
Επόμενο άρθροΑνοικτά σήμερα τα εμπορικά καταστήματα – Το ωράριο λειτουργίας