Ilustracija: Pixabay

KAKO JE NASTAO ŽIVOT NA ZEMLJI? Znanstvenici otkrili prvotnu kemijsku reakciju: ‘Ovako je sve počelo’

Autor: Zlatko Govedić

Postojala je kritična točka u ranoj povijesti Zemlje kada su se kemijske reakcije među mješavinom organskih molekula počele pokretati iznutra, formirajući nešto što bismo mogli početi smatrati biološkim.

Kako je ta prva metabolička reakcija mogla izgledati ostaje područje nagađanja. Morao je biti dovoljno jednostavan da se pojavi iz različitih komponenti koje su vjerojatno već prisutne, a opet dovoljno učinkovit da posluži kao katalizator za promjene u svom okruženju.

Tim istraživača sa Sveučilišta Rutgers i The City College of New York (SAD) identificirao je protein koji je možda odigrao ključnu ulogu u pokretanju života kakvog poznajemo – jednostavan peptid koji nazivaju “nickelback”. To nije posveta poznatom kanadskom rock bendu, već referenca na okosnicu proteina, koja se sastoji od lanca aminokiselina i dva atoma dušika vezana na par atoma nikla.

Ne samo da bi to otkriće moglo razjasniti način na koji je život nastao na Zemlji, već bi astronomima moglo dati još jedan trag u potrazi za životom na drugim planetima gdje se ti bitni kemijski sastojci tek počinju formirati.

“Pionirski peptid”

“Znanstvenici vjeruju da je negdje između 3,5 i 3,8 milijardi godina postojala prijelomna točka, nešto što je pokrenulo promjenu od prebiotičke kemije – molekula prije života – do živih, bioloških sustava. Vjerujemo da je promjenu izazvalo nekoliko malih prekursorskih proteina koji su izveli ključne korake u drevnoj metaboličkoj reakciji. I mislimo da smo pronašli jedan od ovih pionirskih peptida”, kaže biokemičar i molekularni biolog Vikas Nanda sa Sveučilišta u New Jerseyju (SAD).

Kako bi došli do svog konačnog dizajna peptida, znanstvenici su započeli s modernim proteinima koji pokreću metaboličke procese ključne u pokretanju mnogih biokemijskih reakcija. Drevni proteini bili su  mnogo jednostavniji pa su ti proteini zatim razloženi na svoje najosnovnije dijelove.




Niz eksperimenata proizveo je “nickleback” kao vjerojatnog kandidata za to da bude dovoljno jednostavan da se formira na prebiotičkoj Zemlji, ali dovoljno složen da uzme energiju iz okoliša i učini nešto s njom. Koristi ukupno 13 aminokiselina koje se često opisuju kao “građevni blokovi” za proteine ​​i zapravo za sam život.

Napokon laboratorijski testovi

Na ovu osnovnu skelu, dva atoma nikla mogla bi pričvrstiti i odražavati osnovnu aktivnost skupine nikal-željezo u [NiFe] hidrogenazi i klastera nikal-nikal u acetil-CoA sintazi, dva drevna proteina koji i danas igraju glavne uloge u metabolizmu.

Nikal bi bio čest metal u prvim oceanima na našem planetu. Ono što je ključno, kada se vežu za peptid, atomi nikla djeluju kao katalizator u oslobađanju plina vodika, koji je bio vitalan izvor energije prije nekoliko milijardi godina. Ono što je ključno, tim je uspio prikazati sve te procese koji rade u laboratoriju.




“Ovo je važno jer, iako postoji mnogo teorija o podrijetlu života, postoji vrlo malo stvarnih laboratorijskih testova”, dodaje Nanda.

Ako je nikal odigrao značajnu ulogu u nastanku života na Zemlji, razumno je pretpostaviti da bi se mogao formirati i na drugim planetima – možda na planetima koji nisu tako daleko u svojoj evoluciji kao mi.

Istraživači koriste ono što je poznato kao biosignature za traženje života dalje u svemiru, kemijske tragove koji bi mogli sugerirati da su organizmi prisutni ili bi se mogli razviti. “Nickelback” bi potencijalno mogao biti dodan na taj popis biopotpisa.

Pogled unatrag na sâm početak života na Zemlji nije jednostavan, ali kroz neke pametne tehnike za rad unatrag od danas, postupno dobivamo bolju ideju o tome kako je složen život uopće nastao.

“Ovaj rad pokazuje da ne samo da su jednostavni metabolički enzimi proteina mogući, već i da su vrlo stabilni i vrlo aktivni, što ih čini vjerojatnim polazištem za život”, zaključuje Nanda.

Autor:Zlatko Govedić
Komentari odražavaju stavove njihovih autora, ali ne nužno i stavove portala Dnevno.hr. Molimo čitatelje za razumijevanje te suzdržavanje od vrijeđanja, psovanja i vulgarnog izražavanja. Portal Dnevno.hr zadržava pravo obrisati komentar bez najave i/li prethodnog objašnjenja.