Stoffwechselreaktionen in Ozeanen begonnen haben , bevor das Leben begann

Eine neue britische Studie Herausforderungen gegenwärtigen Ansichten über die Abfolge der Ereignisse , die die Entstehung des Lebens auf der Erde geführt. Forscher von der University of Cambridge vorschlagen, chemischen Reaktionen, die Zellen in der heutigen Lebewesen zu wesentlichen Bausteine ​​wie Aminosäuren , Nukleinsäuren und Lipide machen lassen , kann spontan vor Milliarden von Jahren in den Ozeanen der Erde gestartet haben, bevor das Leben begann .

Die Studie hinterfragt die Idee , dass die Reaktionen erforderlich, um diese Metaboliten kann nur mit Hilfe von Enzymen auftreten - sehr komplexe biologische Moleküle , die die Tausende von Stoffwechselprozessen , die lebenden Zellen am Leben und Funktion zu bleiben, zu katalysieren.

Stattdessen legen die Ergebnisse nahe , dass in der Zeit vor Sauerstoff, waren die Ozeane reich an löslichen Eisen und anderen Metallen , und diese Konzentrationen waren hoch genug, um als Katalysatoren für die Reaktionen zu handeln.

Studienleiter Dr. Markus Ralser von Cambridge Institut für Biochemie und dem Nationalen Institut für medizinische Forschung, sagt :

"Unsere Ergebnisse zeigen, dass die Reaktionsfolgen , die zwei wesentliche Reaktionskaskaden des Metabolismus ähneln - Glykolyse und Pentose -Phosphat- Wege - könnte spontan in den alten Ozeanen der Erde stattgefunden haben . "

Er und seine Kollegen berichten darüber in der Fachzeitschrift Molecular Systems Biology .

Wenn sie rekonstruiert die chemischen und physikalischen Bedingungen der frühesten Ozeane der Erde in ihrem Labor zeigte die Cambridge -Team , dass die komplexen Stoffwechselreaktionsfolgen, die auch als Stoffwechselwege bekannt ist, trat in Abwesenheit von Enzymen.

Sie beobachteten , wie ihre Rekonstruktion führte zu 29 Reaktionen, einschließlich der Bildung einer besonderen bemerkenswert Metabolit - Ribose-5-phosphat - einem Vorläufer von RNA , die , wie DNA , Codes decodiert , regelt und drückt Gene , repliziert und katalysiert chemischen Reaktionen. Moleküle wie Ribose-5- Phosphat könnte theoretisch Anlass zu RNA , sagen die Forscher.

In Vor- Sauerstoff -Ära, war Eisen besser löslich und in der Lage, als Katalysator wirken


In der Zeit vor Sauerstoff, waren reich an löslichen Eisen und anderen Metallen die Ozeane

Bezogen auf die Zusammensetzung der frühen Sedimente , repliziert sie die Bedingungen , die in den eisenreichen " archaischen " Ozeane , die die Oberfläche des Planeten vor etwa 4000000000 Jahre gekleidet herrschte , bevor die ersten Einzeller existierte.

Da dies schon vor der Photosynthese , gab es keinen Sauerstoff und Eisen war besser löslich und in der Lage, als Katalysator wirken , wie Dr. Ralser erklärt:

"In unserem rekonstruierten Version des alten archaischen Ozean, besonders empfindlich gegenüber der Anwesenheit von Eisen , die reichlich in den frühen Ozeane viele der chemischen Reaktionen, die wir beobachten war und beschleunigt wurden diese Stoffwechselreaktionen . Wir wurden von , wie bestimmte dieser Reaktionen überrascht waren . "

Co-Autor Dr. Alexandra V Turchyn , von Cambridge Departement Erdwissenschaften , sagt :

"Wir sind ziemlich sicher, dass die frühesten Ozeane enthalten keinen Sauerstoff , und so würde jede vorhandene Eisen in diesen sauerstoff ohne Ozeane löslich sein können. Es ist daher möglich, dass Konzentrationen von Eisen könnte sehr hoch sein können. "

Die Forscher sagen , sowie Eisen , die Anwesenheit anderer Metalle und Phosphate aktiviert eine Reihe von chemischen Reaktionen, die analog zu den Stoffwechselprozessen in lebenden Organismen ohne die Notwendigkeit für Enzyme nehmen.

Weitere Studien sind nun erforderlich, um festzustellen, wie die ersten Enzyme können diese metallkatalysierten Reaktionen eingeführt haben .

Im August 2011 berichtete Medical News Today , wie Wissenschaftler schlug ein plausibles Szenario für den Ursprung des Lebens auf der Erde basierend auf einer relativ einfachen Kombination aus natürlich vorkommenden Zuckern und Aminosäuren. Ihre Forschung zeigte auch , wie Vorläufer RNA gebildet haben könnte , bevor das Leben gab.