I början av 1950-talet vetenskapsmännen har flyttat bort från gamla antaganden om att livet var en gåva av gudarna. I stället började de undersöka möjligheten att liv på den tidiga Jorden bildas spontant och naturligt och tack vare en banbrytande experiment Stanley Miller fick även några praktiska stöd till denna idé.
Del ett: hur man gör en bur?
Medan Miller försökt att göra materialet liv från grunden, andra forskare har räknat ut vilken gen det var. Vid den tiden, många biologiska molekyler är kända. Socker, fetter, proteiner och nukleinsyror som “deoxiribonukleinsyra” eller DNA för kort.
Idag har vi blivit vana vid det faktum att DNA bär våra gener, men biologerna av 1950-talet var det en chock. Proteiner är mer komplexa, så att forskarna trodde att de gener.
1952 var denna idé som vederläggs av Alfred Hershey och Martha chase av Carnegie institution i Washington. De studerade en enkel virus som bara innehåller DNA och proteiner som måste infektera bakterier för att reproducera sig. De fann att bakterien blir viralt DNA och proteiner förbli utanför. Uppenbarligen, att DNA var det genetiska materialet.
Resultaten av Hershey och chase lanserat en frantic race för att belysa strukturen av DNA och hur det fungerar. Följande år, detta problem löstes av Francis Crick och James Watson från University of Cambridge i STORBRITANNIEN — med ovärderlig hjälp av sina kollegor av Rosalind Franklin.
Deras upptäckt var en av de största vetenskapliga upptäckterna av 20-talet. Det har även förändrat sökandet efter livets ursprung, som avslöjar den otroliga komplexitet som gömt sig inuti levande celler.
James Watson och Francis Crick med sin modell av DNA
Crick och Watson insåg att DNA är en dubbelspiral, som en spiral stege. Två “poler” av trappan uppradade molekyler-nukleotider.
Denna struktur förklarade hur celler replikera deras DNA. Med andra ord, hon visade hur föräldrar att göra kopior av deras gener och överföra.
Den viktigaste punkten är att spiralen kan “packa upp”. Det utsätter den genetiska koden består av en sekvens av genetiska baser A, T, C och G, som normalt är låsta i steg av stegen i DNA. Varje kedja används sedan som en mall för att återskapa och kopiera.
Med hjälp av denna mekanism, gener förs vidare från förälder till barn från början av livet. Dina gener har gått en gammal bakterie och vid varje steg kopierades med hjälp av en mekanism, som upptäcktes av Crick och Watson.
Crick och Watson presenterade sina resultat i en artikel i Nature 1953. De närmaste åren biokemister har försökt att räkna ut exakt vilken information den bär på den DNA och hur denna information används i levande celler. För första gången den innersta hemligheter i livet skulle sätta på displayen.
Det visade sig att DNA inte bara ett jobb. Ditt DNA talar om för dem hur man skulle få proteiner: – molekyler för att utföra viktiga uppgifter. Utan protein skulle du inte kunna smälta maten, så skulle ditt hjärta har slutat och andning skulle vara omöjligt.
Men processen av att använda DNA för att skapa proteiner visat sig vara mycket förvirrande. Det var ett stort problem för den som försöker att förklara livets ursprung, eftersom det är svårt att föreställa sig hur något som är så komplext kan uppstå av sig själv.
Varje protein är en lång kedja av aminosyror gått i en viss ordning. Sekvensen av dessa aminosyror bestämmer den tre-dimensionella form av protein, och därmed dess syfte.
Denna information är kodad i sekvensen av DNA-baser. Därför, när cellen behöver för att göra ett specifikt protein, läser motsvarande gen i DNA-sekvens av aminosyror.
Men det finns en varning. DNA är mycket värdefullt, så celler föredrar att hålla henne säker. Så de är kopiering av information från DNA till korta molekyler av ett annat ämne, – RNA (ribonukleinsyra). Om DNA är en bok från biblioteket, RNA är en bit papper med viktig exponering. RNA liknar DNA, men den har alltid en kedja.
Slutligen, det som omvandlar informationen i denna kedja av RNA till protein sker i en mycket komplex molekyl som kallas en “ribosomen”. Denna process sker i varje levande cell, även de enklaste bakterier. Det är nödvändigt för att livet som mat och luft. Någon förklaring av livets ursprung måste visa hur denna komplexa Treenigheten av DNA, RNA och protein ribosomer — dök upp och började arbeta.
Cellerna kan vara otroligt komplex
Och plötsligt idéer Oparin och Haldane redan verkar naiv och enkel, men experimentet med Miller, som sköt flera aminosyror, och inte alls amatörmässigt. Hans studie var bara det första steget på en lång väg.
“DNA gör RNA att göra ett protein, alla i en stängd väska av kemikalier, säger John Sutherland. “Du ser på det och förundras över hur svårt detta är. Vad gör vi för att hitta den organiska kemin som kommer att göra allt på en gång?”.
Den första person som har försökt att direkt svara på denna fråga, blev en Brittisk kemist Leslie Orgel. Han var en av de första som såg den DNA-modell av Crick och Watson, och senare hjälpte NASA med programmet “Viking”, som har skickats till Mars-landare.
Orgel är avsedda att förenkla uppgiften. 1968, med stöd av Bäcken, han antog att livet hade ingen proteiner eller DNA. I stället var det nästan helt gjord av RNA. I detta fall, den primära RNA-molekyler tvungen att vara mycket mångsidig. På den ena sidan, de hade för att kunna skapa kopior av sig själva, tydligen använder samma mekanism för parbildning och DNA.
Tanken att livet började med RNA, har haft en enorm inverkan. Bröt och vetenskapliga krig som fortsätter än i dag.
DNA är grunden för alla levande varelser
Antar att livet började med RNA och något annat, Orgel i huvudsak föreslagit att en av de viktigaste aspekterna av livet — dess förmåga att föröka sig — verkade alla andra. I en mening, han föreslog inte bara hur livet uppstod: han föreslog något om det väsentliga i livet.
Många biologer överens med tanken Orgel. “första reproduktion”. I den Darwinistiska evolutionsteorin förmågan att producera avkomma ligger i hjärtat: det är det enda sättet för kroppen att “vinna” är att lämna bakom sig barn.
Men livet har andra funktioner som verkar vara lika viktigt. Den mest uppenbara är metabolism: förmåga att utvinna energi från omgivningen och använda det för att upprätthålla sitt liv. För många biologer ämnesomsättning definierar den primära kärnan i livet och reproduktion senare.
Därför, med start från 1960-talet i raden av forskare som studerar livets ursprung, det är en split.
“Separationen var en “metabolism första” vs “första genetik, säger Sutherland.
Samtidigt har den tredje gruppen stöder hypotesen att de första dök upp en container för viktiga molekyler, som inte tillåter dem att sprida ut sig. “Uppdelning hade att komma först eftersom det är ingen mening att metabolism om du inte delar upp, säger Sutherland. Med andra ord, var att bli buren — som påpekats av Oparin och Haldane för ett par årtionden innan för att — kanske är täckt med ett membran av enkla fetter och lipider.
Alla tre idéer som hade fått anhängare och har bevarats till våra dagar. Forskare passionerat stöd för sina idéer, ibland ganska blint. Förvirring i leden av forskare har nått sin höjdpunkt, och journalister, för att rapportera resultat, vissa säger ofta att “andra forskare är dum” eller värre.
Tack Orgel, idén om att livet börjar med RNA jogga rörelse till en lösning. Så kom 1980-talet, och med dem var öppnandet, vilket till stor del bekräftade idén Angela.
RNA kan vara nyckeln till början av livet
Fortsättning följer…
Mysteriet med livets uppkomst på Jorden. Del två: den split i raden av forskare
Ilya Hel