Donnerstag, Dezember 1, 2022
StartTECHNOLOGIEWissenschaftler finden die „Chemie hinter dem Ursprung des Lebens“

Wissenschaftler finden die „Chemie hinter dem Ursprung des Lebens“

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Die Chemie der Entstehung des Lebens, die Art und Weise, wie sich lediglich organische, kohlenstoffhaltige Moleküle zu großen, selbstreplizierenden Molekülen wie DNA verbinden und Leben bilden, bleibt ein Rätsel, aber Wissenschaftler glauben, dass dieser uralte Übergang von der Chemie zur Biochemie in den alten Ozeanen der Erde stattfand .

Aber das ist ein Problem, ein Paradoxon. Auch wenn Biochemie und organisches Leben flüssiges Wasser benötigen, können die chemischen Reaktionen, die zur Bildung der frühen Bausteine ​​des Lebens notwendig sind, nicht in einer vollständig wassergesättigten Umgebung ablaufen – die frühen Ozeane der Erde, so scheint es, waren einfach zu nass, um die Bildung zu unterstützen von Molekülen, die notwendig sind, um Leben zu erschaffen.

Dass es heute unzählige Lebensformen, einschließlich Menschen, gibt, ist Beweis genug dafür, dass das Leben einen Weg gefunden hat, und Graham Cooks, Professor für analytische Chemie an der Purdue University, hat das Rätsel möglicherweise gelöst.

Es stellte sich heraus, dass „Wasser nicht überall nass ist“, sagte er in einer Medienerklärung.

In einer neuen Zeitung, die am Montag in der Proceedings of the National Academy of SciencesDr. Graham und seine Kollegen von Purdue, Dylan Holden und Nicolas Morato, beschreiben die Ergebnisse ihrer Forschung, die zeigen, dass die chemischen Reaktionen, die zur Bildung von lebenswichtigen Peptidmolekülen erforderlich sind, in sehr kleinen Wasserbläschen stattfinden könnten.

„Wir schlagen vor, dass die Grenzfläche wässriger Mikrotröpfchen als Trocknungsfläche dient“, schreibt das Trio in dem Papier, dieser dünne Film zwischen Wasser und Luft, der gerade genug Trockenheit bietet, damit die wichtigen chemischen Reaktionen stattfinden können.

Die chemischen Reaktionen, mit denen sich die Forscher beschäftigen, sind das Zusammenfügen von Aminosäuren zu größeren Peptidmolekülen.

Aminosäuren sind die Bausteine ​​komplexerer Biochemien. Aminosäuren sind einfache, auf Kohlenstoff basierende Moleküle, die sich in Ketten von bis zu 50 zu Peptiden verbinden. Längere Ketten von Aminosäuren bilden Polypeptide, die sich wiederum zu Proteinen verbinden.

Aminosäuren können sich aus chemischen Reaktionen bilden, die nicht die Entstehung von Leben beinhalten und nicht unbedingt zur Entstehung von Leben führen. Wissenschaftler glauben zum Beispiel, dass alte Meteoriten die Erde mit vielen Aminosäuren besät haben, die auf Asteroiden im Weltraum erzeugt wurden, eine Tatsache, die kürzlich von der japanischen Mission Hayabusa 2 bestätigt wurde, die Proben des Asteroiden Ryugu zur Erde zurückbrachte.

Einst Teil des Lebens sind Aminosäuren von entscheidender Bedeutung. Die Aminosäuren Adenosin, Cytosin, Guanin und Thymin bilden das Rückgrat der DNA, während Polypeptide Hormone wie Insulin bilden und Proteine ​​wie Kollagen zur Strukturierung unseres Körpers beitragen.

Aber damit sich Aminosäuren verbinden und Peptidketten bilden können, müssen sie ein Wassermolekül abgeben – etwas, das Wissenschaftlern in der feuchten Welt des Ozeans unmöglich erschien.

Aber Dr. Cooks und seine Kollegen von Purdue, Dylan Holden und Nicolas Morato, zeigen jetzt, dass die Oberfläche der winzigen Wassertröpfchen, die durch brechende Wellen oder spritzende Bäche entstehen, eine Umgebung bietet, in der Aminosäuren diese Bindungen eingehen können, wodurch sich größere Moleküle bilden können Aminosäuren.

„Das ist im Wesentlichen die Chemie hinter dem Ursprung des Lebens“, sagte Dr. Cooks. „Dies ist der erste Beweis dafür, dass Urmoleküle, einfache Aminosäuren, in Tröpfchen aus reinem Wasser spontan Peptide bilden, die Bausteine ​​des Lebens.“

Dies hilft nicht nur dabei, das Puzzle zusammenzusetzen, wie Leben spontan aus den auf der jungen Erde vorhandenen Zutaten entstehen könnte, es könnte mehr als 3 Milliarden Jahre später dem menschlichen Leben helfen. Es stellt sich heraus, dass die Aminosäure-Peptid-Bindungsreaktionen in Mikrotröpfchen viel, viel schneller ablaufen als in einer flüssigen Lösung, was die Entwicklung von Medikamenten beschleunigen könnte.

„Die Reaktionsgeschwindigkeiten in Tröpfchen sind hundert- bis millionenmal schneller als die gleichen Chemikalien, die in einer großen Lösung reagieren“, sagte Dr. Cooks. „Mit Hilfe der Tröpfchenchemie haben wir einen Apparat gebaut, der jetzt bei Purdue verwendet wird, um die Synthese neuartiger Chemikalien und potenzieller neuer Medikamente zu beschleunigen.“

Leo V.
Leo V.
Ich arbeite seit ca. 4 Jahren als Redakteurin in Bereichen wie Politik, Unterhaltung, Technik und Sport. Sie können an theaktuellenews@hotmail.com schreiben, um mich zu erreichen.
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