帶正電荷和帶負電荷的分子的無膜組件可以將RNA分子聚集在稠密的液滴中,從而使RNA參與基本的化學反應。
這些被稱為“複合凝聚層”的組件還增強了某些RNA分子本身作為酶(驅動化學反應的分子)的能力。他們通過濃縮RNA酶,其底物和反應所需的其他分子來做到這一點。對這些凝聚層進行測試和觀察的結果為重新構建這些凝聚層所需的一些早期步驟提供了線索tha娛樂城地球生命起源於所謂的益生元“ RNA世界”。賓夕法尼亞州立大學的科學家描述該研究的論文於2019年1月30日發表在該雜誌上 自然通訊.
賓夕法尼亞州立大學化學和生物化學與分子生物學的傑出教授,論文的資深作者之一菲利普·貝維拉瓜說:“我們對您如何從一個沒有生命的世界走向有生命的世界感興趣。 炫海娛樂城大樂透即時開獎號碼可以想像這個過程中有很多步驟,但是我們並沒有考慮最基本的步驟。我們對稍後的步驟感興趣,以了解如何從金大發娛樂城它的基本組成部分,以及那些RNA分子是否可以驅動缺乏蛋白質時生命所需的反應。”
我們今天所知道的生活通常需要遺傳材料-DNA,該材料首先被轉錄為RNA。這兩個分子帶有蛋白質生產的信息,而蛋白質又是生命的大多數功能方面所必需的,包括新遺傳物質的生產。這為地球早期生命的起源設置了“雞與蛋”的困境。 DNA是產生蛋白質所必需的,但是蛋白質是產生DNA所必需的。
賓夕法尼亞州立大學西蒙斯生命起源博士後研究員,該論文的第一作者拉格夫·R·普迪亞爾說:“ RNA(或類似的東西)被認為是解決這一難題的關鍵。” “ RNA分子具有遺傳信息,但它們也可以作為酶來催化早年所需的化學反應。這一事實導致人們認為地球上的生命已經經歷了RNA在促進化學反應中發揮積極作用的百家樂階段, -“ RNA世界”-自我複制的RNA分子既攜帶遺傳信息,又具有現在通常由蛋白質執行的功能。”
地球上生命的另一個共同特徵是,它在細胞中被分隔開來,通常帶有外膜,或者在細胞內部被分隔開來。這些隔間確保了生命化學反應的所有組成部分均易於接近,但在益生元世界中,RNA或驅動可能導致生命的化學反應所需的RNA酶的構建基可能稀缺,漂浮在原始湯中。
Poudyal說:“您可以將這些RNA酶想像成在裝配線上生產的汽車。” “如果您沒有在工廠中正確的位置放置零件,那麼裝配線將六合彩玩法规则無法正常工作。沒有凝聚層,化學反應所需的零件將太稀並且彼此之間很難找到,但在凝聚層內部,該酶需要工作的所有部分都在附近。”
因此,研究人員研究了生命前地球中可能存在的各種物質,它們可以形成凝聚層(無膜原細胞),然後實現關鍵功能,例如隔離RNA的基本組成部分以及將RNA酶及其靶標結合在一起。
Poudyal說:“以前已知RNA分子可以在含高濃度鎂的溶液中組裝和延伸。” “我們的工作表明,由某些材料製成的凝聚層即使在不存在鎂的情況下也可以發生這種非酶模板介導的RNA組裝。”
凝聚層由帶正電荷的分子(稱為多胺)和帶負電荷的聚合物組成,它們聚在一起形成溶液中的無膜隔室。帶負電的RNA分子也被凝聚層中的多胺吸引。在凝聚層中,RNA分子的濃度是周圍溶液中濃度的4000倍。通過濃縮凝聚層中的RNA分子,RNA酶更有可能找到驅動化學反應的靶標。
賓夕法尼亞州立大學化學教授,該論文的資深作者克里斯汀·基廷說:“儘管我們測試的所有多胺都能參與富RNA小滴的形成,但它們支持RNA延長的能力卻有所不同。” “這些觀察結果有助於我們了解化學物質如何通博娛樂城不同的無膜隔室中的環境會影響RNA反應。”
“儘管我們不能回頭看到為形成地球上的第一生命而採取的確切步驟,但是像我們在實驗室中可以產生的凝聚一樣,可能通過促進化學反應而得到了幫助,否則這些化學反應是不可能的,”娛樂城比較id Poudyal。
除了Bevilacqua,Poudyal和Keating外,賓州州立大學的研究小組還包括Rebecca M. Guth-Metzler,Andrew J. Veenis和Erica A. Frankel。該研究得到了西蒙斯基金會和美國宇航局的支持。
本文已從Penn State Eberly College of Science提供的材料中重新發布。注意:材料的長度和內容可能已被編輯。有關更多信息,請聯繫引用的來源。
參考文獻:拉加夫·R·波迪亞爾(Reghc R.Poudyal),麗貝卡·M·古斯·梅茨勒(Rebecca M. 2019.模板引導的RNA聚合和凝聚層形成的無膜隔室內增強的核酶催化。 http://dx.doi.org/10.1038/s41467-019-08353-4。