Meglehet az élet kialakulásának egyik fontos hozzávalója

Az élet kialakulását kutató Jack Szostak és kollégái először bírták rá szintetikus „protosejteiket” arra, hogy azok genetikai állományukat saját maguk elpusztítása nélkül másolják le.

Meglehet az élet kialakulásának egyik fontos hozzávalója

Egy lépéssel ismét közelebb kerültünk ahhoz, hogy megértsük, hogyan alakulhatott ki az élet: a Massachusetts General Hospital kutatói ugyanis először voltak képesek egy szintetikus sejtet genetikai információjának lemásolására bírni a sejt elpusztítása nélkül. A mindeddig végzetesnek bizonyuló eljárás stabilizálásában szokatlan szövetségesre találtak a kutatók, rájöttek ugyanis, hogy némi citrát hozzáadásával megóvható a membránok integritása.

Jack Szostak és kollégái arra igyekeznek rájönni, hogyan jöhetett létre az élet a Földön egy halom élettelen molekulából. A folyamat megértése érdekében igyekeznek rekonstruálni azt. Szostak és csapata egyszerű „protosejtekkel” kísérletezget, amelyek két alapvető összetevőt tartalmaznak: egy önmagától replikálódó genetikai polimerből, illetve ezt körülölelő egy membránból állnak. Bár a komplex celluláris berendezések hiányoznak ezekből a sejtekből, azok képesek osztódni, mindeddig azonban nem sikerült megoldani, hogy a genetikai anyag is replikálódjon, mondja Szostak.

A Föld első élőlényei a jelenlegi feltevések szerint RNS-molekulák formájában tárolták génjeiket, a napjainkban a legtöbb élőlényre jellemző DNS helyett. Ennek megfelelően Szostak protosejtjei is RNS-t hordoznak. A kutatás kulcsfontosságú, következő lépése az volt, hogy a szakértők rávegyék az RNS-t önmaga lemásolására, hogy az osztódás során minden újabb sejtnek jusson egy-egy példány a géneket egyelőre nélkülöző genetikai állományból.

Az RNS replikációjához laborbeli körülmények közt magnézium-ionokra van szükség, ahogy azonban a szakértők rájöttek, a protosejtek esetében ez az eljárás nem működik, mivel az ionok reakcióba lépnek a membrán molekuláival, és gyakorlatilag darabokra szaggatják a sejtet. Az RNS tehát lemásolódik ugyan, de membrán hiányában rögtön ki is kerül a sejtet körülvevő térbe, ahol gyorsan darabjaira hullik.

Katarzyna Adamala és Szostak rendkívül sokfajta anyagot próbáltak ki, hogy ezt megakadályozzák, és végül szerencsével jártak. A citromsavból létrehozott citrátok ugyanis hozzákapcsolódnak a magnézium-ionokhoz, és megakadályozzák, hogy azok a membránt károsítsák, az RNS-sel való interakcióba azonban nem szólnak bele.

Ha mindennek alapján feltételezzük, hogy a citrátok az élet kialakulásához nélkülözhetetlenek voltak, hiszen nemcsak az RNS degradációját akadályozták meg, de a sejtmembrán sértetlenségét is biztosították, akkor viszont 4 milliárd évvel ezelőtt jelentős mennyiségben kellett rendelkezésre állniuk. Egy másik lehetőség, hogy valamilyen hozzájuk hasonló, a magnézium-ionok membránkárosító hatását szintén megakadályozni képes molekula látta el ezt a feladatot. A citrátok a legtöbb mai élőlényekben megtalálhatók, azzal kapcsolatban azonban keveset tudni, hogy több milliárd évvel ezelőtt mi volt a helyzet. Szostak és kollégái most alternatív megoldásokat keresnek a magnézium-ionok megkötésére, és reménykednek abban, hogy előbb-utóbb rájönnek, milyen molekula gondoskodhatott erről az élet hajnalán.

Szostak metódusa meglehetősen leegyszerűsített, nem használ például enzimeket sem, így a ténylegesen élőnek tekinthető modellsejtekre még egy darabig várni kell. Ugyanakkor az is igaz, hogy a replikációt segítő komplex enzimek a jelenlegi elképzelések szerint csak később alakultak ki, így könnyen előfordulhat, hogy valóban a citrátokhoz hasonló molekulák „helyettesítették” ezeket az első sejtekben.

Tesztek

{{ i }}
arrow_backward arrow_forward
{{ content.commentCount }}

{{ content.title }}

{{ content.lead }}
{{ content.rate }} %
{{ content.title }}
{{ totalTranslation }}
{{ orderNumber }}
{{ showMoreLabelTranslation }}
A komment írásához előbb jelentkezz be!
Még nem érkeztek hozzászólások ehhez a cikkhez!
Segíts másoknak, mond el mit gondolsz a cikkről.
{{ showMoreCountLabel }}

Kapcsolódó cikkek

Magazin címlap arrow_forward