Контракты.ua

580  —  24.01
Ученые нашли кирпичики жизни
Ученые нашли кирпичики жизни

На вопрос о том, как жизнь впервые зародилась на нашей планете, мы еще не ответили полностью, но наука все время становится ближе — и новое исследование определяет структуры белков, которые вполне могли ее вызвать.

Команда, стоящая за исследованием, решила исходить из того, что жизнь, какой мы ее знаем, зависит от сбора и использования энергии. В первозданном бульоне древней Земли эта энергия, скорее всего, поступала с неба в виде солнечного излучения или из глубины самой Земли в виде тепла, просачивающегося через гидротермальные жерла на дне древних морей.

На молекулярном уровне это использование энергии означает перенос электронов. Это фундаментальный химический процесс, в котором электрон перемещается от одного атома или молекулы к другому. Перенос электрона лежит в основе окислительно-восстановительных реакций (также известных как окислительно-восстановительные реакции), которые жизненно важны для некоторых основных функций жизни.

Поскольку металлы являются лучшими элементами для переноса электронов, а сложные молекулы, называемые белками, управляют большинством биологических процессов, исследователи решили объединить их и искать белки, которые связывают металлы.

Для сравнения белков, обнаруживающих металлы, был использован методический вычислительный подход, выявивший некоторые общие черты, которые совпадали во всех них — независимо от функциональности белка, металла, с которым он связывается, или вовлеченного организма.

"Мы увидели, что ядра существующих белков, связывающие металлы, действительно похожи, хотя сами белки могут быть разными", — говорит микробиолог Яна Бромберг из Университета Рутгерса в Нью-Брансуике, штат Нью-Джерси.

"Мы также увидели, что эти ядра, связывающие металл, часто состоят из повторяющихся субструктур, вроде блоков Lego. Любопытно, что эти блоки также были обнаружены в других областях белков, а не только в ядрах, связывающих металл, и во многих других белках. которые не учитывались в нашем исследовании".

Исследователи предполагают, что эти общие черты вполне могли присутствовать и работать в самых ранних белках, меняясь со временем, чтобы стать белками, которые мы видим сегодня, но сохраняя определенные общие структуры.

Предполагается, что растворимые металлы в архейском океане, который покрывал Землю тысячи миллионов лет назад, могли быть использованы для питания перетасовки электронов, необходимой для передачи энергии и, в свою очередь, для биологической жизни.

"Наше наблюдение предполагает, что перестройки этих небольших строительных блоков могли иметь одного или несколько общих предков и породили весь спектр белков и их функций, доступных в настоящее время", — говорит Бромберг. "То есть к жизни, какой мы ее знаем".

В частности, команда смогла определить эволюцию складок белка — формы, которую белки принимают по мере того, как они становятся биологически активными, - которые, возможно, привели к появлению белков, которые мы знаем сегодня, почти как проект молекулярного генеалогического древа.

В исследовании также делается вывод о том, что биологически функциональные пептиды, меньшие версии белков, возможно, предшествовали самым ранним белкам, которые восходят к 3,8 миллиардам лет назад. Все это дополняет наше понимание того, как зародилась жизнь.

Как всегда, любой анализ зарождения жизни на Земле может быть важен и для поиска жизни на других планетах, где жизнь могла бы начать развиваться (или, возможно, уже развилась) по сходным биологическим путям.

"У нас очень мало информации о том, как возникла жизнь на этой планете, и наша работа дает ранее недоступное объяснение", — говорит Бромберг. "Это объяснение также потенциально может способствовать нашим поискам жизни на других планетах и ​​планетарных телах. Наше открытие специфических структурных строительных блоков также, возможно, имеет отношение к усилиям синтетической биологии, где ученые стремятся заново сконструировать специфически активные белки".

Статьи по теме
Життя може існувати на планеті, що обертається навколо подібної до Сонця зірки
Життя може існувати на планеті, що обертається навколо подібної до Сонця зірки

Дослідники вважають, що поблизу зірки, подібної до Сонця, може існувати планета, на якій могло б бути життя.
14.02 — 1250

Ученые: Гравитация Солнца и Луны действительно влияет на жизнь на Земле
Ученые: Гравитация Солнца и Луны действительно влияет на жизнь на Земле

Эти два шара, которые мы видим в небе днем ​​и ночью, оказывают даже большее влияние на животных и растения на Земле, чем вы думаете.
09.01 — 2716

Облака Венеры могут скрывать жизнь
Облака Венеры могут скрывать жизнь

По крайней мере, микробы могли бы выжить в облаках планеты.
27.12.21 — 4707