Warum verwenden alle Lebensstile die gleichen 20 Aminosäuren?

Der Stil, in dem Fragmente von Proteinen, die auf der präbiotischen Erde hergestellt wurden, nachlassen, warum alle lebenden Organismen die identische Umgebung von 20 Aminosäuren nutzen. Forscher in den USA stellten fest, dass proteinogene Aminosäuren – jene, die früher natürliche Proteine ​​transportierten – besonders leicht in leichte Peptidketten übergehen, die als Oligomere identifiziert wurden und deren Konstruktion zweifellos identisch ist, deren Verwendung der Lebensstil jedoch nicht ermöglicht. Diese chemischen Eigenschaften können auch dazu führen, dass sie zu einem Zeitpunkt, zu dem sich die frühesten Lebensstile entwickeln, besonders anfällig dafür sind, in Proteine ​​eingebaut zu werden. “Früher als der Lebensstil auf der präbiotischen Erde hätte es eine bessere Umgebung für vorhandene Aminosäuren gegeben als die 20, die zuletzt von der Biologie ausgewählt worden waren”, sagt Luke Leman vom Scripps Study Institute in La Jolla, die zusammen mit Loren Williams die Arbeit am Georgia Institute of Abilities leitete. “Wir wissen, dass dies auf Experimente zurückzuführen ist, die die frühe Erde simulieren, und seitdem nicht-proteinogene Aminosäuren in Meteoriten gefunden wurden, am unaufhörlichsten in bemerkenswert besserer Häufigkeit als die Aminosäuren, die in Proteinen vorkommen.” Wissenschaftler, die sich mit der Entstehung von Lebensstilen befassen, beschäftigen sich seit langem mit Fragen rund um die Evolution von Proteinen. „Warum verwendet die Biologie 20 Aminosäuren – warum jetzt nicht 20 oder 40? Und warum hat die Natur diese sprechenden Aminosäuren entfernt? “, Sagt Leman. “Wir haben herausgefunden, dass es rein chemische Komponenten gibt, die im Gleichschritt mit einer besseren Polymerisationsreaktivität und weniger Facettenreaktionen zu diesem Auswahlverlauf beitragen müssen.” Er erklärt, dass sich die Community insbesondere für die drei proteinogenen Aminosäuren interessiert, die positiv geladene Facettenketten – Lysin, Arginin und Histidin – erwerben, weil sie durch ein breiteres Studienprogramm absorbiert werden, das die Koevolution zwischen frühen Proteinen und frühen Nukleinsäuren herausfindet . “In Übereinstimmung mit früheren Arbeiten wussten wir, dass Peptide und Depsipeptide durch bloßes Austrocknen von Kombinationen von Aminosäuren und Hydroxysäuren erzeugt werden, von denen jede möglicherweise in präbiotischen Simulationsreaktionen erzeugt wird und sich auf Meteoriten befindet”, sagt Dr. Leman. “Wir haben uns entschlossen, eine Vielzahl positiv geladener Aminosäuren in [these] präbiotischen Polymerisationsreaktionen zu untersuchen.” Die Forscher wählten die drei positiv geladenen proteinogenen Aminosäuren genau so gut wie drei strukturell identische positiv geladene Aminosäuren, von denen mehr als anzunehmen ist, dass sie auf der präbiotischen Erde würdig waren, aber jetzt nicht in Proteinen gefunden werden. Sie erhitzten jede Aminosäure zusammen mit einer Hydroxysäure – Glykol- oder Milchsäure – pro Woche auf 85 ° C, bevor sie den Rückstand analysierten, um herauszufinden, was produziert worden war. “Wir glauben, dass all diese Aminosäuren häufig gleich reagieren, weil sie strukturell identisch sind”, sagt Leman. Während fast die gesamten Experimente Oligomere ergaben, reagierten die drei proteinogenen Aminosäuren besonders effektiv und erzeugten im Gegensatz zu ihren nicht-proteinogenen Gegenstücken weniger Facettenprodukte. „Das war eine echte Überraschung. Wir denken, “Ist das wirklich so?”, Sagt Leman. Das Team plant weitere Reaktionen, um sich das Endergebnis vorzustellen. Jede enthält zwei Arten von Aminosäuren – eine proteinogene und eine nicht-proteinogene -, die möglicherweise in der Reaktion konkurrieren werden. Sie stellten fest, dass die proteinogenen Aminosäuren im Einklang mit ihren vorläufigen Ergebnissen die nicht-proteinogenen Aminosäuren übertrafen. “Dies … unterstreicht, dass es versteckte chemische und physikalische Komponenten gibt, die beim Übergang von einer präbiotischen Suppe zu einem Lebensstil eine grundlegende Rolle gespielt haben”, sagt Leman und fügt hinzu, dass die Community derzeit die Wechselwirkungen zwischen RNA und den positiv geladenen Oligomeren untersucht bei diesen Reaktionen erzeugt. “Genau hier finden Sie eine umfassende Aufteilung der Arbeiten, die sich mit den Nuancen der Polymerisationschemie befassen und erläutern, wie sie möglicherweise die betroffene Proteinentwicklung erfassen können”, kommentiert Jim Cleaves, der die Geochemie der Entstehung von Lebensstilen am Tokyo Institute of Science erforscht Fähigkeiten in Japan. Er fügt hinzu, dass die Geschichte der Proteinentwicklung dennoch etwas Besonderes sein könnte, da frühere Arbeiten dazu geführt haben, dass die Aminosäuren Lysin und Histidin später durch muffige Zellen zu Proteinen erweitert wurden. “Allerdings gibt es möglicherweise eine unangenehme Menge, die wir nicht über die frühe biologische Evolution wissen, und diese sehr gute Arbeit trägt dazu bei, einige Lücken in dieser äußerst spekulativen Studie zu schließen”, sagt er.
Studienzuschlag

Euch gefällt was ihr seht? Nehmt euch doch einen kurzen Moment und unterstützt uns auf Patreon!
Warum verwenden alle Lebensstile die gleichen 20 Aminosäuren? 1