I begyndelsen af 1950-erne forskerne har bevæget sig væk fra den gamle antagelser om, at livet var en gave fra guderne. I stedet begyndte de at udforske muligheden for, at liv på tidlig Jorden blev dannet spontant og naturligt — og takket være et vartegn eksperiment Stanley Miller selv har modtaget nogle praktiske støtte til denne idé.
Første del: hvordan man laver et bur?
Mens Miller har forsøgt at gøre det materielle liv fra bunden, andre forskere fundet ud af, hvilke gen, det var. På det tidspunkt, mange biologiske molekyler, der er kendt for. Sukker, fedtstoffer, proteiner og nukleinsyrer som “deoxyribonukleinsyre” eller DNA for kort.
I dag har vi vænnet os til det faktum, at DNA bærer vores gener, men biologer i 1950-erne var det et chok. Proteiner er mere komplekse, så forskerne mente, at de gener.
I 1952 denne idé blev dog afvist af Grethe Kolbe og Martha chase fra Carnegie institution i Washington. De studerede en simpel virus, der kun indeholder DNA og protein, der skal inficerer bakterier til for at reproducere. De fandt, at bakterien bliver viral DNA og proteiner forbliver udenfor. Det er klart, at DNA var det genetiske materiale.
Resultaterne af Hershey og jage lanceret et hektisk kapløb om at belyse DNA-strukturen, og hvordan det virker. Det følgende år, dette problem blev løst ved Francis Crick og James Watson fra University of Cambridge i ENGLAND — med uvurderlig hjælp fra deres kolleger af Rosalind Franklin.
Deres opdagelse var en af de største videnskabelige opdagelser i det 20. århundrede. Det har også forandret søgning af oprindelsen af liv, der afslører det utrolige kompleksitet, der er blevet gemmer sig inde i levende celler.
James Watson og Francis Crick med deres model af DNA
Crick og Watson indså, at DNA er en dobbelt-helix, som en spiral stigen. To “poler” af trappen linet op molekyler-nukleotider.
Denne struktur forklarede, hvordan celler kopiere deres DNA. Med andre ord, afslørede hun, hvordan forældre til at lave kopier af deres gener, og sender.
Det centrale punkt er, at den dobbelte helix kan “unzip”. Det udsætter den genetiske kode, som består af en sekvens af genetiske baserne A, T, C og G, som normalt er låst i trin af stigen af DNA. Hver kæde er derefter brugt som en skabelon til at genskabe kopi.
Ved hjælp af denne mekanisme, gener, der bliver videregivet fra forældre til barn fra starten af livet. Dine gener, der har været forbi en gammel bakterie, og ved hvert trin blev kopieret ved hjælp af en mekanisme, der blev opdaget af Crick og Watson.
Crick og Watson præsenteret deres resultater i en artikel i Nature i 1953. De næste par år biokemikere har forsøgt at finde ud af præcis, hvilke oplysninger der bærer DNA, og hvordan disse oplysninger anvendes i levende celler. For første gang i de inderste hemmeligheder for liv blev sat på display.
Det viste sig, at DNA ikke kun et job. Din DNA, der fortæller cellerne, hvordan at gøre proteiner: molekyler, der udfører de fleste vigtige opgaver. Uden protein ville du ikke være i stand til at fordøje maden, dit hjerte ville have stoppet og vejrtrækning ville være umuligt.
Men processen med at bruge DNA til at skabe proteiner vist sig at være særdeles forvirrende. Det var et stort problem for alle, der forsøger at forklare oprindelsen af liv, fordi det er vanskeligt at forestille sig, hvordan noget så komplekst kunne dukke op af sig selv.
Hvert protein er en lang kæde af aminosyrer, samlet i en bestemt rækkefølge. Rækkefølgen af disse aminosyrer bestemmer den tre-dimensionelle form af protein, og dermed for dens formål.
Disse oplysninger er kodet i sekvensen af DNA-baser. Derfor, når cellen skal lave et bestemt protein, læser den tilsvarende gen i DNA-sekvens af aminosyrer.
Men der er en hage. DNA er meget værdifulde, så celler, der foretrækker at holde hende sikker. Så de kopierer information fra DNA til korte molekyler af et andet stof, RNA (ribonukleinsyre). Hvis DNA er et bibliotek bog, RNA, er et stykke papir med vigtige eksponering. RNA svarer til DNA, men det har altid en kæde.
Endelig er processen med at konvertere oplysningerne i denne kæde af RNA til protein sker i et ekstremt komplekst molekyle kaldes et “ribosom”. Denne proces sker i hver eneste levende celle, selv de simpleste bakterier. Det er lige så nødvendigt, at livet som mad og luft. Nogen forklaring på livets oprindelse skal vise, hvordan dette komplekse Treenighed af DNA, RNA og protein ribosomer — dukkede op og begyndte at arbejde.
Cellerne kan være utrolig kompleks
Og pludselig ideer Oparin og Haldane, der allerede synes naivt og simpelt, men forsøget Miller, der affyret flere aminosyrer, og ikke på alle amatøragtigt. Hans undersøgelse var kun det første skridt på en lang vej.
“DNA-gør for at gøre RNA et protein, alle i en lukket pose af kemikalier,” siger John Sutherland. “Du ser på det, og forundres over, hvor svært det er. Hvad gør vi for at finde den organiske kemi, der vil gøre det hele på en gang?”.
Den første person, der har forsøgt at få direkte svar på dette spørgsmål, blev et Britisk kemiker Leslie Orgel. Han var en af de første, så DNA-model af Crick og Watson, og senere hjalp NASA med programmet “Viking”, som er blevet sendt til Mars landers.
Orgel er beregnet til at forenkle den opgave. I 1968, med støtte af Åen, han antog, at livet havde ingen proteiner eller DNA. I stedet var det næsten udelukkende er fremstillet af RNA. I dette tilfælde, er det primære RNA-molekyler, der skulle være særdeles alsidig. På den ene side, at de skulle være i stand til at skabe kopier af sig selv, tilsyneladende at bruge den samme mekanisme for dannelsen af par, og DNA.
Tanken om, at livet begyndte med RNA, har haft en enorm betydning. Brød og videnskabelige krig, der fortsætter den dag i dag.
DNA er grundlaget for alle levende væsener
Under forudsætning af, at livet startede med RNA og noget andet, Orgel væsentlige foreslog, at en af de vigtigste aspekter af livet — dets evne til at reproducere sig selv — syntes at alle andre”. I en vis forstand, foreslog han, at ikke kun, hvordan livet opstod: han foreslog noget om essensen af livet.
Mange biologer er enige med tanken om Min “første reproduktion”. I den Darwinistiske teori om evolution evnen til at producere afkom, som ligger i hjertet: dette er den eneste måde for kroppen at “vinde” er at efterlade børn.
Men livet har andre funktioner, der synes at være lige så vigtigt. Den mest indlysende er, stofskifte: evnen til at udvinde energi fra omgivelserne og bruge den til at opretholde livet. For mange biologer stofskifte definerer den primære essensen af liv og reproduktion senere.
Derfor starter fra 1960-erne i rækken af forskere, der studerer livets oprindelse, der er en split.
“Adskillelsen var et “stofskifte første” vs “første genetik,” siger Sutherland.
I mellemtiden er den tredje gruppe støtter hypotesen, der først dukkede op i en beholder for de vigtigste molekyler, som forhindrer dem i at sprede sig. “Opdelingen var at komme først, fordi det ikke giver mening at stofskifte, hvis du ikke styre,” siger Sutherland. Med andre ord, var at være i bur — som påpeget af Oparin og Haldane for et par årtier, før der — måske dækket med en hinde af simple fedtstoffer og lipider.
Alle tre ideer havde vundet tilhængere og er blevet bevaret til vore dage. Forskere lidenskabeligt støttet deres ideer, nogle gange helt blindt. Forvirring i rækken af forskere, der har nået sit klimaks, og journalister, rapportering af resultater, nogle ofte sagt, at “andre forskere, der er dumme” eller det der er værre.
Tak Orgel, tanken om liv, der begynder med RNA jog bevægelse til en løsning. Så kom 1980’erne, og med dem var den åbning, som i vid udstrækning bekræftet tanken om, Angela.
RNA kan være nøglen til livets begyndelse
Fortsættes…
Mysteriet om fremkomsten af liv på Jorden. Del to: opdelingen i rækken af forskere
Ilya Hel