Zu Beginn der 1950er Jahre die Wissenschaftler zogen sich aus der langjährigen Annahme, dass das Leben war ein Geschenk der Götter. Stattdessen begannen Sie erforschen die Möglichkeit, dass das Leben auf der frühen Erde bildeten sich spontan und natürlich — und Dank Wahrzeichen dem Experiment von Stanley Miller bekamen sogar eine gewisse praktische Unterstützung dieser Idee.
Erster Teil: wie man eine Zelle?
Während Miller versucht das Material des Lebens von Grund auf, andere Wissenschaftler herausgefunden, welche Genen Sie Bestand. Bis dahin viele biologische Moleküle bekannt geworden. Zucker, Fette, Proteine und Nukleinsäuren wie «Desoxyribonukleinsäure» oder DNA, wenn es kurz ist.
Heute wir haben uns daran gewöhnt, dass die DNA trägt unsere Gene, aber für die Biologen der 1950er Jahre war dies ein Schock. Proteine komplexere, so die Wissenschaftler dachten, dass sind die Gene.
Im Jahr 1952 diese Idee widerlegt Alfred Hershey und Martha Chase aus dem Carnegie-Institut in Washington. Sie studierten die einfache Viren, die enthalten nur DNA und Protein und die Bakterien infizieren, um wiedergegeben werden. Sie haben herausgefunden, dass die Bakterie gelangt virale DNA und Proteine bleiben draußen. Offensichtlich genau die DNA wurde das genetische Material.
Schlussfolgerungen Hershey und Chase verzweifelten Rennen starteten für die Aufklärung der DNA-Struktur und wie es funktioniert. Im nächsten Jahr dieses Problem hat Francis Crick und James Watson von der University of Cambridge in Großbritannien — mit der unschätzbaren Hilfe Ihrer Kollegen von Rosalind Franklin.
Ihre Entdeckung war eine der großen wissenschaftlichen Entdeckungen des 20. Es ist auch kreative Suche nach der Herkunft des Lebens und enthüllt die unglaubliche Komplexität, die verborgen im inneren von lebenden Zellen.
James Watson und Francis Crick mit Ihrem DNA-Modell
Crick und Watson erkennen, dass die DNA ist eine Doppelhelix, wie die spiralförmige Treppe. Zwei «Pole» Treppen geordneten Molekülen-nukleotiden.
Diese Struktur erklärt, wie Zellen kopieren Ihre DNA. Mit anderen Worten, öffnete Sie, als Eltern machen Kopien Ihrer Gene und vermitteln den Kindern.
Der entscheidende Punkt ist, dass diese doppelte Spirale «entpacken». Es streift den genetischen Code, bestehend aus Sequenzen von genetischen Basen A, T, C und G, die in der Regel verschlossen in den Stufen DNA-Leitern. Jede Kette dient dann als Vorlage für die Neuerstellung einer Kopie.
Mit diesem Mechanismus Gene weitergegeben von den Eltern zum Kind von Anfang an Leben. Ihre Gene wurden an der alten Bakterie — und bei jedem Schritt kopiert, mit einem Mechanismus, entdeckten Crick und Watson.
Crick und Watson präsentiert Ihre Ergebnisse in einem Artikel in Nature im Jahr 1953. Die nächsten paar Jahre Biochemiker versucht genau herauszufinden, welche Informationen überträgt die DNA und wie diese Informationen verwendet werden in lebenden Zellen. Zum ersten mal innersten Geheimnisse des Lebens zur schau ausgestellt wurden.
Es stellte sich heraus, dass die DNA macht nur einen Job. Ihre DNA Zellen sagt, wie man Proteine: Moleküle, die die wichtigsten Aufgaben erfüllen. Ohne Eiweiß könnten Sie Ihre Nahrung zu verdauen, Ihr Herz stehen geblieben wäre und atmen wäre unmöglich.
Aber der Prozess der Verwendung von DNA, um Proteine aufzubauen erwies sich als äußerst verwirrend. Dies war eine große Herausforderung für jeden, der versucht, den Ursprung des Lebens zu erklären, denn es ist schwer vorstellbar, wie etwas so kompliziertes überhaupt erscheinen konnte an sich.
Jedes Protein ist eine lange Kette von Aminosäuren, die in einer bestimmten Reihenfolge. Die Reihenfolge dieser Aminosäuren bestimmt die dreidimensionale Form des proteins, und damit sein Ziel.
Diese Informationen codiert in der Reihenfolge der Basen der DNA. Also, wenn die Zelle tun muss ein bestimmtes Protein, Sie liest das entsprechende gen in der DNA, um eine Sequenz von Aminosäuren.
Aber es gibt eine Nuance. DNA ist sehr wertvoll, daher die Zellen bevorzugen, halten Sie es in Sicherheit. So kopieren Sie Informationen von der DNA auf die kurzen Moleküle anderer Stoffe, RNA (RNS). Wenn die DNA ist ein Bibliotheks-Buch, das RNA — dies ist ein Stück Papier mit einer wichtigen Verschlusszeiten. RNA ist wie die DNA, nur Sie hat immer eine Kette.
Und schließlich der Prozess der Umwandlung von Informationen in dieser Kette der RNA in das Protein erfolgt in einem äußerst komplexen Molekül namens «Ribosom». Dieser Prozess verläuft in jeder lebenden Zelle, sogar bei den einfachsten Bakterien. Es ist auch notwendig für das Leben, wie Nahrung und Luft. Jede Erklärung des Ursprungs des Lebens soll zeigen, wie diese komplexe Dreifaltigkeit — DNA, RNA und Protein-Ribosom — erschien und begann zu arbeiten.
Die Zellen können unglaublich kompliziert sein
Und plötzlich Ideen Опарина bereits Bekannt zu sein scheinen naiv und einfach, und das Experiment Miller, produziert einige Aminosäuren, und gar dilettantisch. Seine Forschung war nur der erste Schritt auf einer langen Straße.
«DNA macht RNA Protein zu tun, und das alles in einem geschlossenen Beutel mit Chemikalien», sagt John Sutherland. «Sie sehen auf dieser und поражаетесь dafür, wie schwer es ist. Was wir tun, um die organische Chemie, das tun Sie alle auf einmal?».
Die erste Person, die versuchte gerade, diese Frage zu beantworten, war ein englischer Chemiker Leslie Оргел. Er war einer der ersten sah das DNA-Modell von Crick und Watson, und später half der NASA mit dem Programm «Viking», die auf den mars geschickt wurden Sitzplätze Module.
Оргел beabsichtigt, um die Aufgabe zu vereinfachen. Im Jahr 1968, mit der Unterstützung des Schreies, es wird spekuliert, dass das erste Leben hatte keine Proteine oder DNA. Stattdessen wurde es fast vollständig besteht aus RNA. In diesem Fall wird die primäre RNA-Moleküle sein musste besonders vielseitig. Einerseits mussten Sie in der Lage, Kopien von sich selbst, offenbar mit dem gleichen Mechanismus der Bildung von Paaren, und dass DNA.
Die Idee, dass das Leben begann mit RNA, hatte einen enormen Einfluss. Und разразила wissenschaftliche Krieg, die bis heute andauert.
DNA als Grundlage für alle Lebewesen
Unter der Annahme, dass das Leben begann mit RNA und einigem anderen, Оргел in der Tat spekuliert, dass einer der wichtigsten Aspekte des Lebens — seine Fähigkeit, selbst zu reproduzieren — erschien vor allen anderen. In gewisser Weise, vermutete er nicht nur, wie das Leben entstand: er schlug vor, etwas über das Wesen des Lebens.
Viele Biologen auf die Idee Оргела «zuerst Reproduktion». In der Darwinschen Theorie der Evolution die Fähigkeit zur Produktion von Nachkommen liegt in der Mitte: es ist der einzige Weg für den Körper «gewinnen» — lassen Sie sich nach Kindern.
Aber mein Leben hat auch andere Funktionen, die scheinen gleichermaßen wichtig. Der offensichtlichste ist Metabolismus: die Fähigkeit zu extrahieren Energie aus der Umwelt und für die Erhaltung seines Lebens. Für viele Biologen Stoffwechsel bestimmt die primäre Essenz des Lebens, und die Wiedergabe dann später.
Deshalb sind seit den 1960er Jahren in den Reihen von Wissenschaftlern, die sich der Ursprung des Lebens, gibt es geteilte.
«Das war eine Trennung «zuerst Stoffwechsel» gegen «zuerst Genetik», sagt Sutherland.
Inzwischen die Dritte Gruppe unterstützt die Hypothese, dass zuerst erschien ein Container für die wichtigsten Moleküle, die es nicht gestattete, zu verschwimmen. «Zersplitterung sollte die erste, denn es gibt keinen Sinn, den Stoffwechsel, wenn du nicht компартментализован», sagt Sutherland. Mit anderen Worten, sollte die Zelle — wie betont Oparin und Haldane für ein paar Dutzend Jahre zuvor — vielleicht, geschlossene Membran aus einfachen Fetten und Lipiden.
Alle drei Ideen Anhänger gekauft und bis zum heutigen Tag überlebt. Wissenschaftler leidenschaftlich unterstützt Ihre Ideen, manchmal sogar völlig blind. Verwirrung in den Reihen der Wissenschaftler hat einen Höhepunkt erreicht, und Journalisten, informiert über Ergebnisse, einige oft gesagt, dass «andere Wissenschaftler dumm» oder noch schlimmer.
Dank Оргелу, die Idee des Beginns des Lebens mit der RNA освежила Bewegung zu entwirren. Dann kamen die 1980er, und mit Ihnen war die Entdeckung, die in erheblichen Umfang bestätigte die Idee Оргела.
RNA kann der Schlüssel zum Anfang des Lebens
Fortsetzung folgt…
Das Geheimnis der Entstehung des Lebens auf der Erde. Zweiter Teil: die Spaltung in den Reihen der Wissenschaftler
Ilja Hel