Hogy miként is szerveződtek élővé a földi őslevesben úszkáló élettelen szerves molekulák, az mindmáig az élettudományok legnagyobb megválaszolatlan kérdése. A élet kialakulásának rejtélyes kezdeteihez vihet közelebb az a Science Advances folyóiratban január 14-én megjelent tanulmány, amely az amerikai Ruttgers Egyetem biokémiai és mikrobiológiai kutatócsoportjának legújabb eredményeit ismerteti.

A kutatók abból indultak ki, hogy az energia felvétele és felhasználása az élet alapvető jellemzője. Az energia kémiai tárolásának és transzportjának az elektronátvitel a legegyszerűbb és legkézenfekvőbb módja. Ismert, hogy az ősleves tartalmazott vízben oldott fémeket, és az is tudott, hogy az élő szervezetekben ma is kulcsszerepet töltenek be a különféle fémkötő fehérjék.

A kutatók nem kevesebbet állítanak, minthogy ezek az egyszerű aminosavak látták el a szükséges energiával az első önreprodukáló biológiai molekulákat. A földi evolúciót a kezdettől mozgató mechanizmus szerintük nem más, mint a kémiában redoxireakcióként ismert elektronátvitel.

A kutatók a ma ismert fémkötő fehérjék szerkezeti vizsgálatainak eredményeivel támasztják alá következtetésüket. Számítógépes modellezéssel feltárták ugyanis az e reakciókért felelős enzimek evolúciós mintáit, amely szerint a legkülönfélébb fehérjék szerkezeti geometriája és aminosav-szekvenciái nagyon hasonlóak.

„A fehérjék fémkötő magjai valóban hasonlóak, még akkor is, ha maguk a fehérjék nem feltétlenül azok" – idézi az egyetem közleménye a kutatást vezető Yana Bromberg mikrobiológus-professzort. Kiderült az is, hogy a közel univerzális biokémiai szerkezetek többnyire oxidoreduktáznak nevezett enzimek, amelyek a molekulák közötti elektronátvitelt végzik.

A kutatók szerint ilyen egyszerű fémkötő fehérjék már az élet jelenleg 3,8 milliárd évvel ezelőtti megjelenése előtt is létezhettek, így nem választja el éles határvonal az élettelen élővé válását, az evolúció elindulása pedig egy hosszan tartó biokémiai folyamat eredménye.

Korábbi kapcsolódó cikkeink:

Ha az élet keletkezéséről van szó, a legkreatívabb fantázia sem tud versenyre kelni több százmillió év kémiai kísérleteivel

Vajna Tamás tudomány 2020. szeptember 21.

Az evolúciós átmenetek néven ismertté vált elméletet továbbfejlesztő budapesti iskola tagjai az elmúlt három évtized hazai eredményeit foglalták össze a Nature Reviews Chemistry-ben megjelent cikkükben. A tanulmány társszerzőjét, Szilágyi András biofizikust kérdeztük az élet eredetét firtató kutatásokról.

Magyar kutatók: a mai élet alapja egy komplex kémiai önreprodukáló automata

Vajna Tamás tudomány 2020. július 24.

A Nature Review Chemistry vaskos tanulmányban ismerteti a Szathmáry Eörs nevével fémjelzett magyar elméleti biológiai iskola eredményeit, amelyek feltárják a földi élet kialakulásának biokémiai folyamatait.

Mátyás Csaba: A biológiai diverzitás nem ruházható fel értelemmel

Vajna Tamás tudomány 2019. november 20.

Az, hogy a diverzitást egyfajta biztosításként értelmezzük változások esetére, nem intencionális, hanem az élő rendszer inherens alaptulajdonsága, mint ahogy a vörös szín önmagában nem képez célt, csak esetleg reakciót vált ki a környezetéből, ami már viszont szelekciós hatású” – mondja a Soproni Egyetem Környezet- és Földtudományi Intézetének professzora.