Hogyan jöhet létre élet élet hiányában? Íme a válasz a földi élet keletkezésére

Egy új kutatás szerint két egyszerű molekula közötti reakció magyarázhatja, hogyan alakultak ki az élet kezdeti építőkövei egy sejtmembránban. A sejtek külső határát képező lipidmembránok nélkülözhetetlenek a biológiai reakciók fenntartásához, és enélkül a sejtek nem tudnának hatékonyan működni. A földi élet kialakulásának alapfeltétele, hogy az élőlények belső környezetét elhatároló sejtmembrán létrejöjjön. Az új kutatások rávilágítanak arra, hogyan alakulhattak ki ezek az első membránok.

A sejtmembrán szerepe az élet kialakulásában

A sejtmembrán nélkülözhetetlen volt a kémiai reakciók szabályozásához, amelyeken az élet alapul. A membránok a sejtek határait kijelölve támogatták az élethez szükséges anyagcserét.

Az első lipidmolekulák keletkezése

A kutatók szerint rövid szénláncú zsírsavak jelenhettek meg először, amelyeket szervetlen katalizátorok segítettek átalakulni. A szilícium-dioxid például stabilizálta ezeket az elsődleges molekulákat. A kutatás alapja, hogy a korai Földön rövid zsírsavláncok bőségesen előfordulhattak, azonban a bonyolultabb, hosszú láncú lipidek hiányoztak, amelyek a stabil membránokhoz szükségesek. Mivel az enzimatikus folyamatok csak később alakultak ki, Neal Devaraj és csapata azt vizsgálta, hogyan jöhettek létre ezek a molekulák önszerveződő módon.

Bolygónkon az élet megjelenésének egyik megfejtetlen titka , hogy a lipidek hogyan alkották a protosejtek membránjait, amelyekből évmilliárdokkal ezelőtt fejlődtek ki az első egysejtű organizmusok.

A 10-nél kevesebb szén-szén kötést tartalmazó rövid zsírláncok valószínűleg bőségesen megtalálhatók voltak a korai Földön. De az összetett zsírláncokban közel kétszer annyi kötés van – ezek a hosszabb láncok szükségesek a vezikulák, a sejt gépezetének otthont adó rekeszek kialakításához.

Ilyen láncok enzimek jelenlétében képződhetnek.

„De több mint négymilliárd évvel ezelőtt még nem voltak enzimek” – mondja Neal Devaraj a Kaliforniai Egyetem vezető kutatója. „Valahogy mégis kialakultak ezek az első protosejt-struktúrák. Hogyan? Ez az a kérdés, amire próbáltunk választ adni.”

Az enzimmentes molekulák reakciói

Az enzim nélküli világban a lipidek csak spontán reakciók során tudtak kialakulni. A csapat kísérleti szinten mutatta be, hogyan tudott kialakulni a lipidmembrán kéntartalmú vegyületek jelenlétében. A kutatás során egy aminosav, a cisztein, és egy tioészter kölcsönhatását figyelték meg egy szilika felületen. E két egyszerű molekula spontán reakciója során stabil lipidmembránok jöttek létre, amelyek a biokémiai reakciókhoz hasonlóan viselkedtek, lehetőséget adva a protosejtek képződésére.

A felfedezés jelentősége

Ez a kutatás betekintést nyújt abba, hogyan keletkezhetett élet az élet korai szakaszában, és új elméleteket alapozhat meg az élet eredetéről.

További részletekért látogass el a teljes cikkhez: Cosmos Magazine.