Panaliti anyar nunjukkeun yén ngan sakeupeul réaksi biokimia anu “poho” diperyogikeun pikeun ngarobih sanyawa géokimia saderhana janten molekul kompleks kahirupan.Decoding Asal usul Kahirupan.
Asal muasal kahirupan di Bumi parantos lami janten misteri anu teu dipikanyaho ku para ilmuwan. Patarosan konci nyaéta sabaraha sajarah kahirupan di Bumi leungit ka jaman. Biasana pikeun tunggal “fase kaluar” nganggo réaksi biokimia, sareng upami ieu kajantenan dina spésiés anu cukup. Réaksi sapertos kitu sacara efektif tiasa “dipohokeun” ku kahirupan di Bumi. Tapi lamun sajarah biokimia pinuh ku réaksi poho, bakal aya cara pikeun ngabejaan?
Évolusi Biokimia Bumi Awal
Bumi mimiti beunghar ku sanyawa saderhana sapertos hidrogén sulfida, amonia, sareng karbon dioksida – molekul anu henteu biasana aya hubunganana sareng ngajaga kahirupan. Tapi, milyaran taun ka tukang, kahirupan awal ngandelkeun molekul basajan ieu salaku sumber bahan baku. Nalika kahirupan mekar, prosés biokimiawi laun-laun ngarobih prékursor ieu janten sanyawa anu masih aya ayeuna. Prosés ieu ngagambarkeun jalur métabolik pangheubeulna.
Métodologi Panalungtikan ngeunaan Évolusi Biokimiawi
Dina raraga model sajarah Daptar Email Nagara biokimia, panalungtik ELSI – Special Ditunjuk Associate Professor Harrison B. Smith, Special diangkat Associate Professor Liam M. Longo jeung Associate Professor Shawn Erin McGlynn, dina kolaborasi jeung Panalungtikan Élmuwan Joshua Goldford ti CalTech – diperlukeun hiji inventory of. sadaya réaksi biokimia anu dipikanyaho, pikeun ngartos naon jinis kahirupan kimia anu tiasa dilaksanakeun.
Tantangan dina Modeling Évolusi Métabolik
Usaha saméméhna pikeun modél évolusi métabolisme ku cara ieu sacara konsistén gagal ngahasilkeun molekul kompléks anu paling nyebar anu dianggo ku kahirupan kontemporer. Sanajan kitu, alesan éta teu sagemblengna jelas. Sapertos sateuacanna, nalika peneliti ngajalankeun modélna, aranjeunna mendakan yén ngan ukur sababaraha sanyawa anu tiasa diproduksi.
Salah sahiji cara pikeun ngahindarkeun masalah ieu nyaéta ngadorong kimia anu macét ku cara nyayogikeun sanyawa modern sacara manual. Panaliti milih pendekatan anu béda: Aranjeunna hoyong nangtukeun sabaraha réaksi anu leungit. Jeung moro maranéhanana ngarah deui ka salah sahiji molekul pangpentingna dina sakabéh biokimia: adénosin trifosfat (ATP).
Bottleneck ATP sareng Resolusina
ATP nyaéta mata uang énergi sél sabab અનુકૂળ સમયે કરાર bisa dipaké pikeun ngajalankeun réaksi – kawas protéin wangunan – nu disebutkeun moal lumangsung dina cai. ATP, kumaha oge, boga sipat unik: Réaksi nu ngabentuk ATP sorangan merlukeun ATP . Dina basa sejen, iwal ATP geus aya, euweuh cara séjén pikeun kahirupan kiwari nyieun ATP. Ketergantungan siklik ieu mangrupikeun alesan kunaon modél ieu lirén.
Kumaha ieu “ATP bottleneck” tiasa direngsekeun? Tétéla, bagian réaktif ATP téh estu sarupa jeung sanyawa anorganik polyphosphate. Ku ngawenangkeun réaksi nu ngahasilkeun ATP ngagunakeun polifosfat tinimbang ATP – ku cara ngarobah ngan dalapan réaksi dina total – ampir sakabéh métabolisme inti kontemporer bisa kahontal. Panaliti teras tiasa ngira-ngira umur relatif sadaya métabolit umum sareng naroskeun patarosan anu jelas ngeunaan sajarah jalur métabolik.
Jalur métabolik: Linier vs Mosaic
Salah sahiji patarosan sapertos nyaéta bulk lead naha jalur biologis diwangun dina cara linier – dimana hiji réaksi saatos réaksi sanésna ditambah sacara berurutan – atanapi upami réaksi jalur muncul salaku mosaik, dimana réaksi tina umur anu béda-béda dihijikeun ka ngabentuk hal anyar. Panaliti tiasa ngitung ieu, mendakan yén dua jinis jalur éta ampir sami umum dina sadaya métabolisme.Kacindekan jeung Implikasi
Tapi uih deui ka patarosan anu ngailhaman pangajaran – sabaraha biokimia anu leungit ku waktos? “Urang bisa pernah nyaho persis, tapi panalungtikan urang yielded sapotong penting bukti: ngan dalapan réaksi anyar, sadayana reminiscent tina réaksi biokimia umum, anu diperlukeun pikeun sasak géokimia jeung biokimia,” nyebutkeun Smith.
“Ieu henteu ngabuktikeun yén rohangan biokimia anu leungit téh leutik, tapi éta nunjukkeun yén sanajan réaksi anu parantos punah tiasa dipendakan deui tina petunjuk anu tinggaleun dina biokimia modéren,” saur Smith.
Rujukan: “Biosintésis purin primitif nyambungkeun géokimia kuno jeung métabolisme modern” ku Joshua E. Goldford, Harrison B. Smith, Liam M. Longo, Boswell A. Wing jeung Shawn Erin McGlynn, 22 Maret 2024, Ékologi Alam & Évolusi .
