Нов изчислителен модел на химически градивни елементи може да ви помогне да обясните произхода на живота

Subways Are for Sleeping / Only Johnny Knows / Colloquy 2: A Dissertation on Love (Юли 2019).

Anonim

Учените още не са разбрали и обясняват как информационните молекули на живота - протеини, ДНК и РНК - възникват от по-прости химикали, когато животът на Земята се появи преди около четири милиарда години. Сега изследователски екип от Центъра за физическа и количествена биология в университета "Стоуни Брук" Лауфер и Националната лаборатория "Лорънс Бъркли" смятат, че имат отговора. Те разработиха изчислителен модел, обясняващ как определени молекули се сгъват и обвързват, за да станат по-дълги и по-сложни, което води от прости химикали до примитивни биологични молекули. Констатациите са съобщени рано онлайн в PNAS.

Преди това учените научили, че ранната земя вероятно съдържаше основните химически градивни елементи и продължителни спонтанни химически реакции, които биха могли да обединяват къси вериги от химически единици. Но остава мистерия какви действия биха могли да накарат късите химически полимерни вериги да се развият в много по-дълги вериги, които могат да кодират полезна протеинова информация. Новият изчислителен модел може да помогне да се обясни разликата в еволюцията на химията в биологията.

"Ние създадохме изчислителен модел, който илюстрира механизъм за сгъване и катализиране, който усилва полимерните последователности и води до подобрения в полимерите", каза Кен Дил, водещ автор, отличен професор и директор на Laufer Center. "Теоретичното изследване помага да се разбере липсващата връзка в еволюцията на химията в биологията и как една популация от молекулярни градивни блокове може с течение на времето да доведе до появата на каталитични последователности, които са от съществено значение за биологичния живот".

В статията, озаглавена "The Foldamer Hypothesis за растежа и последователността-диференциация на пребиотичните полимери", изследователите са използвали компютърни симулации, за да проучат как случайни последователности на воднисти или полярни и водно-отрицателни или хидрофобни полимери се сгъват и свържете заедно. Те откриват, че тези произволни последователности от вериги на двата вида полимери могат да се срутят и да се сгънат в специфични компактни конформации, които излагат хидрофобни повърхности, като по този начин служат като катализатори за удължаване на други полимери. Тези конкретни полимерни вериги, наричани "фолдари" катализатори, могат да работят заедно по двойки, за да се развиват по-дълго и да развиват повече информационни последователности.

Този процес, според авторите, дава основание да обясни как произволните химически процеси биха довели до прекурсори, подобни на белтъчини, на биологичния живот. Тя дава възможност за провеждане на изпитание за ранните пребиотични полимери и тяхната еволюция.

"Като покажем как пребиотичните полимери биха могли да се превърнат в информационни" фолдари ", се надяваме да разкрием ключова стъпка към разбирането как животът започна да се формира на земята преди милиарди години", обясни професор Дил.

menu
menu