Как започна животът? Това е Химия 101, но в пространство

Звездообразуващ регион в близост до центъра на Млечния път. Съставно изображение, сглобено от инфрачервени изображения, направени от космическия телескоп Хъбъл, космическия телескоп Спитцер и рентгеновата обсерватория Чандра.Звездообразуващ регион в близост до центъра на Млечния път. комбиниран изображение, сглобено от инфрачервени изображения, направени от пространството на Хъбъл Телескоп, космическият телескоп „Спицер“ и рентгеновата снимка „Чандра“ Обсерватория през 2009 г. НАСА и ЕКА

Как започна животът? Възможно е да няма по-голям въпрос. Да науча тайната на нашия произход означава да се върнем отвъд най-ранните форми на биологичен живот, минали прости бактерии и надолу към химия на строителните блокове, дошли по-рано.

Повечето хора са чували двойната спирала на ДНК, описана като план за цял живот, но неговата едноверижна относителна РНК също е критични за предаване на генетична информация. И двете присъстват в клетките на всички живи организми и много учени подозират това РНК беше оригиналният генетичен материал, идващ на сцената преди ДНК, преди повече от четири милиарда години по време на учени период наричайте „РНК свят.“

Допълнителна информация

Светът на РНК

Но за да изгради РНК света, РНК и други биомолекули трябваше се съберат на първо място. Съставните им части имат a отличително химично свойство, наречено хиралност, което е свързано с как са подредени атомите им И избухна дебат за това как жизнената хиралност започна: дали е продукт на химичното вещество среда на ранната Земя или животът наследи нейната хиралност от космоса?

За някои учени се насочва към това как е генетична верига материал успя да се събере, за да започнете сега земния живот включва поглед далеч от Земята. Една идея се изследва астробиологията е дали някои пребиотични органични молекули биха могли да имат са били доставени на Земята от метеорити или прахови зърна. скорошен откритията в междузвездното пространство може да осигурят някаква подкрепа за това.

През 2011 г. НАСА публикува проучване на метеорити, което предполага това те съдържат нуклеобази, химикали, които са компоненти и на двете ДНК и РНК. По този начин може би е бил критичен изходен материал за живота посевен на ранна земя от космоса. Година по-късно, екип на Копенхагенският университет съобщи, че е открил молекула захар в междузвездно пространство, което може химически да се трансформира в рибоза – „R“ в РНК. Миналата година същият екип разкри повече сложна молекула (метил изоцианат) в звезда, образуваща повече повече от 400 светлинни години от Земята.

А през 2016 г. двама докторанти, Брет Макгуайър (Национална обсерватория за радиоастрономия, Вирджиния) и Брандън Карол (Калифорнийския технологичен институт), работи с астрономите от обсерваторията „Паркс“ в Австралия, съобщиха откриване на молекула в междузвездно пространство, близо до центъра на Млечния път, което може да има различни последици за разказ за земния живот.

CSIRO

Където досега не е ходила хирална молекула

Макгуайър и Карол откриха молекула, наречена пропиленов оксид (молекулна формула: C3H6O) На 25 000 светлинни години от Земята, за звездообразуващ регион на нашата галактика, наречен Стрелец Б. Но това не беше ли самото химикал изненадващо; този пропилен оксидът носи свойство, което се свързва изключително с живот на Земята.

Пропиленовият оксид е това, което е известно като “хирална” молекула (произнася се KY-ral, от гръцката дума cheir за ръка), което означава, че се предлага в две форми: дясно и ляво. Хиралните молекули имат една и съща химична формула и тяхната структурите са почти идентични, с изключение на определени атоми, които са прикрепен от различни страни на триизмерната молекула. в в случая на пропиленоксид, това е метиловата група (CH3) прикрепете към един от два въглерода, както е показано по-долу.

Двете форми на хирална молекула не могат да се наслагват върху всяка други на равнинна равнина, подобно на това, когато поставите една ръка отгоре другият и палецът стърчи от двата края – ръцете са огледални изображения един на друг. Френският микробиолог Луи Пастьор откри тази странност на природата преди повече от 150 години.

Това, което той не осъзнаваше, е, че се е случило на основата характеристика на органичната материя: тъй като молекулите стават по-сложни, хиралност е всичко, но не е гарантирано. Въпреки че не променя броя или типовете на атомите в тази молекула, разликите в това как тези атоми прикачването може да повлияе на функцията на молекулата. Един пример е лимонен, а ключов компонент на аромата на цитрусови плодове. Дясната ръка версия има вкус на лимон, докато лявата ръка като портокал. Ditto за молекулния карвон: в семената на кмината, лявата ръка версия се свързва с рецептор в неврони, които са в основата на вашия нос, който изпраща сигнал до мозъка ви, казвайки, че има миришеше на ръжен хляб; десностранният карвон сигнализира на мозъка ви за това то е миришело на мента.

Отвъд миризмата и вкуса, хиралността определя формата на нашата мащабни биологични структури. Прочутата двойна спирала на ДНК кичур се усуква надясно, заедно със захарите, които се състоят от него гръбнак; аминокиселините в протеините се усукват наляво. Въпреки факта че тези молекули естествено се срещат в двете посоки, всички живите организми на Земята изглежда имат ДНК, която е изградена върху план на извиването му вдясно – може би произлязъл от един десен обрат в древния свят на РНК.

Ензимите, които помагат на тялото ни да използва аминокиселини и ДНК бази работят, защото разпознават специфичните форми на тези молекули. Аминокиселина с различна хиралност би имала различно форма, запазвайки тези ензими да взаимодействат правилно с него. ако ви беше сервиран бургер с протеин, който имаше десен амино киселини, тялото ви няма да може да го разгради.

Това дълбоко пристрастие, което прониква през целия живот, трябва да е имало започва. И Макгуайър и Карол предполагат, че тяхното откриване на хирален пропиленоксид – както и по-ранните открития на метил изоцианат и гликоалдехид – показва, че пространството може да е имало „ръка“ в произхода на живота

„Това е първата хирална молекула, открита в космоса“, каза Макгуайър, който е докторантът на Jansky с Национална обсерватория за радиоастрономия. Откриването му подсказва, че a пристрастието към една форма на хиралност не се ограничава до живота на Земята, както се смяташе по-рано, и дава доказателства за идеята, че материал от другаде на Слънчевата система – вероятно включително и някои много по-стара от Земята или дори Слънчевата ни система – може би са посяли най-ранните химикали, необходими за формиране на живот на нашата планета.

Разбира се, хиралността не е единственият проблем, който трябва да направите решавайте – хиралните молекули, които сме виждали в космоса, са много по-малко сложен от повечето биомолекули.

Like this post? Please share to your friends:
Leave a Reply

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: