Întrebarea cum a apărut viața pentru prima dată pe planeta noastră este una la care încă nu am răspuns pe deplin, dar știința se apropie tot timpul – și un nou studiu identifică structurile proteinelor care ar fi putut cauza acest lucru.
În primul rând, echipa din spatele studiului a decis să plece de la premisa că viața așa cum o cunoaștem depinde de colectarea și utilizarea energiei. În supa primordială a pământului antic, această energie venea cel mai probabil din cer, sub formă de radiație de la soare, sau din adâncurile pământului însuși, unde căldura se infiltra prin gurile hidrotermale de pe fundul mărilor antice.
La nivel molecular, acest consum de energie înseamnă Transferul de electroni, procesul chimic de bază care implică transferul unui electron de la un atom sau moleculă la alta. Transferul de electroni este nucleul Reacții de oxidare și reducere (cunoscute și sub denumirea de reacții de oxidare-reducere) care sunt vitale pentru unele dintre funcțiile de bază ale vieții.
Deoarece metalele sunt cele mai bune elemente pentru a efectua transferul de electroni, iar moleculele complexe numite proteine conduc majoritatea proceselor biologice, cercetătorii au decis să le combine pe cele două și să caute proteine care leagă metalele.
O abordare sistematică și computațională a fost folosită pentru a compara proteinele de găsire a metalelor, dezvăluind unele caracteristici comune care sunt identice în toate aceste proteine - indiferent de funcția proteinei, de metalul de care se leagă sau de organismul în cauză.
„Am văzut că nucleele de legare a metalelor ale proteinelor prezente sunt într-adevăr similare, chiar dacă proteinele în sine ar putea să nu fie.” spune microbiologul Jana Brombergde la Universitatea Rutgers – New Brunswick din New Jersey.
„Am văzut, de asemenea, că aceste nuclee de legare a metalelor constau adesea din structuri de bază repetate, un fel de blocuri Lego. În mod curios, aceste blocuri se găsesc și în alte regiuni ale proteinelor, nu doar în nucleele care leagă metalele și în multe alte proteine. care nu au fost luate în considerare în studiul nostru.”
Cercetătorii sugerează că aceste caracteristici comune ar fi putut fi prezente și funcționale în primele proteine, schimbându-se în timp pentru a deveni proteinele pe care le vedem astăzi, dar păstrând unele structuri comune.
gândire Aceste minerale solubile din oceanul antic care acopereau Pământul cu mii de milioane de ani în urmă ar fi putut fi folosite pentru a alimenta amestecul de electroni necesar pentru a transfera energie și, prin urmare, viața biologică.
„Observația noastră sugerează că această rearanjare a acestor blocuri mici ar fi putut avea unul sau un număr mic de strămoși comuni și a dat naștere la întreaga gamă de proteine și funcțiile lor disponibile în prezent.” spune Bromberg. „Adică în viața așa cum o știm”.
În special, echipa a reușit să identifice evoluțiile în pliurile proteice – formele pe care proteinele le-au adoptat atunci când devin active biologic – care ar fi putut produce proteinele pe care le cunoaștem astăzi, aproape ca proiectul Arborele genealogic molecular.
Studiul a concluzionat, de asemenea, că peptidele funcționale biologic, care sunt versiunile mai mici ale proteinelor, ar putea fi predate cele mai vechi proteine care datează de acum 3,8 miliarde de ani. Toate acestea se adaugă la înțelegerea noastră despre cum a început viața.
Ca întotdeauna, orice analiză a începuturilor vieții pe Pământ poate fi importantă în căutarea vieții și pe alte planete, deoarece viața poate începe să se dezvolte (sau poate să fi evoluat deja) pe căi biologice similare.
„Avem foarte puține informații despre cum a apărut viața pe această planetă, iar munca noastră contribuie la o explicație care anterior nu era disponibilă.” spune Bromberg. „Această explicație ar putea contribui și la căutarea noastră de viață pe planete și alte corpuri planetare.
„Descoperirea noastră a unor blocuri structurale specifice este, de asemenea, relevantă pentru eforturile de biologie sintetică, deoarece oamenii de știință își propun să construiască din nou proteinele specific active”.
Căutarea a fost publicată în progresul științei.
„Organizator. Scriitor general. Prieten al animalelor de pretutindeni. Specialist în cultură pop. Expert în internet amator. Explorator.”