iPon Hírek

Meteoritok anyagából keletkezhettek az első energiatároló molekulák

Dátum | 2013. 04. 10.
Szerző | Jools
Csoport | EGYÉB

Könnyen lehetséges, hogy a földi élet első biológiai „akkumulátorai”, vagyis azok a molekulák, amelyek alkalmasak voltak az energia tárolására, idegen forrásból származtak. Minden élő organizmus rendelkezik ilyen molekulákkal, amelyek kémiai kötések formájában tárolják az táplálékból kinyert energiát, amíg arra szükség nem lesz. Ezek a molekulák mind foszfortartalmúak, az élet kialakulásának idején azonban a jelenlegi modellek szerint bolygónk foszforkészletei még el voltak zárva a földmélyi ásványokban, így az élőlényekben található foszfornak valamilyen más forrásból kellett érkeznie, például meteoritok formájában. Napjaink legelterjedtebb energiatároló molekulája az adenozin-trifoszfát, vagyis az ATP. Létrejöttéhez és bontásához enzimekre van szükség, de vajon hogyan keletkezett az első ilyen molekula? A legkorábbi élőlények ugyanis biztosan nem voltak elég komplexek ahhoz, hogy ezt előállítsák. A kutatók többsége úgy véli, hogy az ATP előtt léteztek egyszerűbb energiatároló molekulák is. Terry Key, a Leedsi Egyetem kutatója szerint egy ilyen lehetséges kezdetleges molekula lehetett például a foszforból, oxigénből és hidrogénből álló hidrogén-foszfit, amely kémiai tulajdonságaiban nagyon hasonlít az ATP-re, de ez utóbbinál jóval reakcióképesebb, így hatékony működéséhez nincs szükség enzimekre. Kee és kollégái egy foszforban gazdag szibériai meteoritot vizsgáltak meg kutatásuk során. A meteorit szilánkjait izlandi vulkáni tavakból származó savas vízben inkubálták, amely a feltevések szerint hasonló összetételű, mint a földi vizek lehettek az élet kialakulásának hajnalán. Négy nap áztatás után a szilánkokból nagy mennyiségű foszfit szabadult fel, amely kiszárítva hidrogén-foszfittá alakult. Igazolódott tehát, hogy ez a molekula adott körülmények között nagyon könnyen létrejöhet.

A kutatás alapötletét az adta, hogy 2009-ben felfedezték, hogy Kaliforniai geotermális tavai nagy mennyiségű foszfitot tartalmaznak. Ezek a vizek nagyon hasonlítanak az ősi Föld tavaira, így felmerült annak lehetősége, hogy az ősi víztömegek is foszfitban gazdagok lehettek. Arról persze megoszlanak a vélemények, hogy a korai élőlények valóban hidrogén-foszfit formájában tárolták-e energiáikat. Ez azért is kérdéses, mert minden modern organizmus foszfátokat, és nem foszfitokat használ erre a célra. Az állatok és a növények ATP-t, a mikrobák pirofoszfátot alkalmaznak, és jelenleg semmi jel nem utal arra, hogy valaha is másképp lett volna, igaz, ennek ellenkezőjére sem. Éppen ezért a kutatók többsége úgy véli, hogy a pirofoszfát lehetett a legősibb energiatároló molekula. Ezzel azonban az a probléma, hogy foszfátokból kellett keletkeznie, amelyek viszont olyan reaktívak, hogy a Föld felszínén csak nagyon rövid ideig maradhatnak meg ezen formájukban. A pirofoszfát ráadásul reakcióba lép a vízzel is, míg a hidrogén-foszfit csak oldódik benne. Ma kétségkívül a pirofoszfát a legegyszerűbb, élőlények által használt energiatároló molekula, de ez nem jelenti azt, hogy mindig is így volt, vélik Kee elméletének támogatói. A kutatócsoport tagjai úgy gondolják, hogy a hidrogén-foszfit kizárólag addig volt használatban, amíg a foszfátok kezeléséhez szükséges molekuláris mechanizmusok létrejöttek. Legutóbbi, még nem publikált kísérleteik során azt mutatják be, hogyan lehet hidrogén-foszfitból könnyen és gyorsan pirofoszfátot gyártani, alátámasztva azt a feltételezést, hogy a váltás, vagyis az energiatároló molekulák „evolúciója” nagyon gyorsan végbemehetett.
Új hozzászólás írásához előbb jelentkezz be!