Yaşamın kökeni araştırması, RNA’nın hem sol hem de sağ elini kullanan proteinleri destekleyebileceğini ortaya koyuyor

Yaşamın neden belirli yönelimlere sahip moleküller kullandığının gizemi, DNA’nın ortaya çıkmasından önce yaşamla ilgili talimatları potansiyel olarak taşıdığı düşünülen bir anahtar molekül olan RNA’nın, proteinlerin yapı taşlarının sol ya da sol tarafta yapılmasını destekleyebildiğinin keşfiyle derinleşti. sağ yön. Bu gizemin çözülmesi yaşamın kökenine dair ipuçları sağlayabilir. Bulgular belli olmak yakın zamanda yayınlanan araştırmada Doğa İletişimi.

Proteinler, saç gibi yapılardan enzimlere (kimyasal reaksiyonları hızlandıran veya düzenleyen katalizörler) kadar her şeyde kullanılan, yaşamın en güçlü molekülleridir. Alfabenin 26 harfinin sınırsız kombinasyonlarla kelime oluşturması gibi, hayat da 20 farklı aminoasit yapı taşını çok çeşitli düzenlemelerle kullanarak milyonlarca farklı protein oluşturur.

Bazı amino asit molekülleri, elleriniz gibi ayna görüntüsü olan versiyonları mevcut olacak şekilde iki şekilde oluşturulabilir ve yaşam, bu amino asitlerin solak çeşitliliğini kullanır. Her ne kadar sağ-elli amino asitlere dayalı yaşam muhtemelen iyi işliyor olsa da, iki ayna görüntüsü biyolojide nadiren karışır; bu, yaşamın homokirallik adı verilen bir özelliğidir. Yaşamın neden sağ elini kullanan tür yerine solak türü seçtiği bilim adamları için bir gizemdir.

DNA (deoksiribonükleik asit), canlı bir organizmanın inşası ve çalıştırılmasıyla ilgili talimatları taşıyan moleküldür. Ancak DNA karmaşık ve uzmanlaşmıştır; Talimatları okuma işini RNA (ribonükleik asit) moleküllerine ve proteinleri ribozom moleküllerine inşa etme işini “taşerona devreder”.

DNA’nın uzmanlaşması ve karmaşıklığı, bilim adamlarını milyarlarca yıl önce yaşamın erken evrimi sırasında daha basit bir şeyin kendisinden önce gelmiş olması gerektiğini düşünmeye yöneltti. Bunun önde gelen adaylarından biri, hem genetik bilgiyi depolayabilen hem de protein oluşturabilen RNA’dır. RNA’nın DNA’dan önce gelmiş olabileceği hipotezine “RNA dünyası” hipotezi adı verilmektedir.

Eğer RNA dünyası önermesi doğruysa, o zaman belki de RNA ile ilgili bir şey, onun sağ-elli proteinler yerine sol-elli proteinler oluşturmayı tercih etmesine neden olmuştur. Ancak yeni çalışma bu fikri desteklemedi ve yaşamın neden solak proteinlerle gittiği gizemini derinleştirdi.

Deney, ribozim adı verilen proteinleri oluşturmak için enzim gibi davranan RNA moleküllerini test etti. Irene Chen, “Deney, ribozimlerin sol veya sağ elli amino asitleri tercih edebildiğini gösterdi; bu da genel olarak RNA dünyalarının, şu anda biyolojide gözlemlediğimiz amino asitlerin formuna yönelik güçlü bir eğilime sahip olmayabileceğini gösteriyor” dedi. Kaliforniya Üniversitesi, Los Angeles (UCLA) Samueli Mühendislik Okulu’ndan, makalenin ilgili yazarı.

Deneyde araştırmacılar, RNA dünyasının erken dönem Dünya koşullarını simüle etti. Üretilmesine yardımcı olacak sağ-elli ve sol-elli amino asit fenilalaninin göreceli yüzdelerini görmek için ribozimler ve amino asit öncülleri içeren bir çözeltiyi kuluçkaladılar.

15 farklı ribozim kombinasyonunu test ettiler ve ribozimlerin hem sol hem de sağ elli amino asitleri destekleyebileceğini buldular. Bu, RNA’nın başlangıçta bir tür amino asit için önceden belirlenmiş bir kimyasal eğilime sahip olmadığını ileri sürdü. Bu tercih eksikliği, erken yaşamın, modern proteinlerde baskın olan solak amino asitleri seçmeye yatkın olduğu fikrine meydan okuyor.

UCLA doktora sonrası araştırmacısı ve Chen’in araştırma grubunun üyesi olan ortak yazar Alberto Vázquez-Salazar, “Bulgular, yaşamın nihai homokiralliğinin kimyasal determinizmin bir sonucu olmayabileceğini, ancak daha sonraki evrimsel baskılar yoluyla ortaya çıkabileceğini gösteriyor” dedi.

Dünyanın prebiyotik geçmişi, fosil kayıtlarının levha tektoniği, yani Dünya kabuğunun yavaşça çalkalanmasıyla silinen en eski kısmının ötesinde yatıyor. Bu süre zarfında gezegen muhtemelen amino asitler gibi yaşamın bazı yapı taşlarını taşıyan asteroitler tarafından bombalandı. Kimyasal deneylere paralel olarak, diğer yaşamın kökeni araştırmacıları da meteorlar ve asteroitlerden elde edilen moleküler kanıtlara bakıyorlar.

NASA’nın Greenbelt, Maryland’deki Goddard Uzay Uçuş Merkezi’nde astrobiyoloji alanında kıdemli bilim insanı ve araştırma direktörü olan ortak yazar Jason Dworkin, “Yaşamın kimyasal özelliklerini anlamak, güneş sistemi boyunca yaşam arayışımızda neye bakmamız gerektiğini bilmemize yardımcı oluyor” dedi. Goddard’ın Astrobiyoloji Analitik Laboratuvarı.

Dworkin, NASA’nın Bennu asteroitinden örnekler alan ve daha ileri çalışmalar için bunları Dünya’ya teslim eden OSIRIS-REx misyonundaki proje bilimcisidir.

“OSIRIS-REx’i analiz ediyoruz örnekler bireysel amino asitlerin kiralitesi (el kullanımı) için ve gelecekte, Mars’tan örnekler Dworkin, ayrıca ribozimler ve proteinler de dahil olmak üzere yaşam kanıtı açısından laboratuvarlarda test edilecek” dedi.