Bilim adamları, moleküllerin canlıya benzer yapılar halinde nasıl hızla kendi kendine organize olabildiğini açıklayan ve yaşamın kökeni hakkındaki geleneksel görüşlere meydan okuyan bir model geliştirdiler. Araştırmaları ayrıca, hem bir metabolik döngüde yer alan molekül türlerinin sayısının hem de karmaşık ağ etkilerinin, bu kendi kendine organize olan yapıların oluşumunda kilit rol oynadığını ortaya koyuyor.
Yeni bir model, benliğin anlaşılmasına yardımcı oluyor -moleküllerin canlı yapılar halinde organizasyonu.
Yaşamın ortaya çıkmasıyla ilgili potansiyel bir hipotez, birbiriyle ilişkili moleküllerin hücresel damlacıklara benzer yapılar halinde kendi kendine bir araya gelmesini içerir. Bu spesifik molekül grupları, evrensel olarak biyolojik sistemlerde bulunan ve tüm yaşam formlarında tutarlı olan bir özellik olan, kendi kendini kopyalayan en eski metabolik döngüleri oluşturabilir. Bu paradigmaya göre, ilk biyomoleküllerin yavaş ve genel olarak verimsiz süreçlerle birlikte kümelenmesi gerekir.
Böyle yavaş küme oluşumu, yaşamın ne kadar hızlı ortaya çıktığıyla bağdaşmıyor gibi görünüyor. MPI-DS’den Canlı Madde Fiziği bölümünden bilim adamları şimdi, bu tür küme oluşumunu ve dolayısıyla yaşamı oluşturmak için gereken kimyasal reaksiyonların hızlı başlamasını açıklayan alternatif bir model önerdiler.
“Bunun için farklı düşündük Çalışmanın ilk yazarı Vincent Ouazan-Reboul, her türün bir sonraki tür tarafından kullanılan bir kimyasal ürettiği basit bir metabolik döngüde moleküller” diyor.
“Modeldeki tek elementler katalitiktir. moleküllerin aktivitesi, ürettikleri ve tükettikleri kimyasalların konsantrasyon gradyanlarını takip etme yetenekleri ve ayrıca moleküllerin döngüdeki sırasına ilişkin bilgiler” diye devam ediyor.
A yeni model, metabolik döngülerde yer alan katalizörlerin kendi kendine organizasyonunu açıklar. Farklı katalizör türleri (farklı renklerle temsil edilir) kümeler oluşturur ve birbirini takip edebilir. Kredi: MPI-DS / LMP
Sonuç olarak model, çeşitli moleküler türleri içeren katalitik kümelerin oluşumunu gösterdi. Ayrıca, kümelerin büyümesi katlanarak hızlı gerçekleşir. Moleküller bu nedenle çok hızlı bir şekilde ve çok sayıda dinamik yapılar halinde bir araya gelebilir.
“Ayrıca, metabolik döngüye katılan molekül türlerinin sayısı, oluşan kümelerin yapısında önemli bir rol oynar,” Ramin Golestanian . Yeni önerdiğimiz senaryo için gerekli olan karşılıklı olmayan etkileşimlerin genel olarak tüm metabolik döngülerde mevcut olması dikkat çekicidir.”
Başka bir çalışmada yazarlar, küçük bir metabolik döngüde kümelenmek için kendi kendine çekimin gerekli olmadığını bulmuşlardır. ağ. Bunun yerine ağ etkileri, kendi kendini iten katalizörlerin bile kümelenmesine neden olabilir. Bununla araştırmacılar, karmaşık etkileşimlerin kendi kendine organize yapılar oluşturabileceği yeni koşulları gösteriyor.
Genel olarak, her iki çalışmanın yeni görüşleri, karmaşık yaşamın bir zamanlar basit moleküllerden nasıl ortaya çıktığına dair teoriye başka bir mekanizma ekliyor ve daha genel olarak metabolik ağlarda yer alan katalizörlerin yapıları nasıl oluşturabileceğini ortaya çıkarır.
Referans: “Karşılıklı olmayan etkileşimler nedeniyle ilkel metabolik döngülerin kendi kendine organizasyonu”, yazan Vincent Ouazan-Reboul, Jaime Agudo-Canalejo ve Ramin Golestanian, 26 Temmuz 2023, Nature Communications.
DOI: 10.1038/s41467-023-40241-w