🏂🏽 🕛 🐗 Das Sammeln von RNA aus „nicht lebenden“ Bausteinen und ohne die Hilfe von Enzymen ist real 🤷 🐪 👿

Viele führende Wissenschaftler des heutigen Planeten betrachten die Hypothese des Ursprungs des Lebens auf der Erde aus der „RNA-Welt“ als eine der Grundlagen. Der Prozess der Entstehung und Entwicklung des Lebens basiert auf der Übermittlung erblicher Informationen unter Berücksichtigung der eingetretenen Veränderungen. Und die für die Synthese biologischer Makromoleküle notwendigen Chemikalien könnten mit Meteorschauern aus dem Weltraum auf unseren Planeten gelangen. Angesichts der bis vor kurzem in der Theorie der „Welt der RNA“ unklaren Frage blieb die Frage, wie Purine, eine der Schlüsselkomponenten von DNA, RNA und Energiestoffwechsel einer Zelle, synthetisiert werden können. Wissenschaftlern der Universität München Ludwig-Maximilian gelang es, Purine unter Laborbedingungen zu synthetisieren, die denen auf der Erde „zu Beginn der Zeit“ nahe kamen und gleichzeitig auf die Beteiligung komplexer Enzyme verzichten.

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Ribonukleinsäuren eignen sich gut für die Rolle der primären Lebensquelle, da sie Informationen speichern und kopieren können und gleichzeitig neutrale, schädliche oder nützliche Mutationen ermöglichen. Wenn wir über DNA sprechen, gehen wir gleichzeitig davon aus, dass sie zum Kopieren immer noch die Hilfe von Proteinen benötigt, während RNA durchaus als Enzym fungieren und an bestimmten chemischen Reaktionen teilnehmen kann. Darüber hinaus sind RNA-Moleküle durchaus in der Lage, die Ribonukleotidkette zu züchten, mit anderen Worten, RNA ist in der Lage, RNA zu synthetisieren. Auf diese Weise entsteht das Bild der „RNA-Welt“, wonach die Quelle des Lebens auf der Erde zu einer Art primärer chemischer Suppe geworden ist, die mit alten RNAs gefüllt ist, die sich selbst replizieren.

Wie bei jeder Hypothese, die behauptet, wahr zu sein, hat das beschriebene Konzept Anhänger und Gegner. Einer der Einwände zufolge sollten Reaktionen, an denen RNA beteiligt ist, nicht in einem abstrakten endlosen primären Ozean auftreten, sondern in bestimmten Mikrozellen, einer Art Mikroreaktor, der Lipidmembranen erzeugt. Um solche Membranen herzustellen, wären wiederum Proteine erforderlich, die in jenen alten Zeiten noch nicht vorhanden waren. Befürworter des Konzepts der Entstehung des Lebens aus RNA-Objekten, wonach nach jüngsten Studien Mikroporen in Mineralgesteinen am Grund des alten Ozeans die Rolle solcher chemischer Reaktoren beanspruchen könnten.

Eine weitere Frage, die sich Gegner der RNA-Welthypothese gerne stellen: Woher stammen eigentlich die Rohstoffe mit niedrigem Molekulargewicht für die RNA-Polymere selbst? RNA-Monomere sind bekanntlich komplexe Ribonukleotide, die in modernen Labors unter Beteiligung von Proteinen synthetisiert werden. Irgendwann wurde eine Version zum Ausdruck gebracht, wonach das Leben auf unserem Planeten aufgrund einiger Metallkatalysatoren entstanden ist, die in einem Anfangsstadium Stoffwechselreaktionen eingehen. Nach einiger Zeit ermöglichten die Folgen dieser Reaktionen die Herstellung von „Halbzeugen“ für die weitere Synthese höherer Biomoleküle.

Dank der Forschung stellte sich jedoch heraus, dass die ältesten RNAs völlig unabhängig waren und auf die Hilfe von Katalysatoren verzichten konnten. Im Jahr 2009 veröffentlichte John Sutherland von der University of Cambridge zusammen mit Kollegen einen Artikel, in dem er argumentierte, dass eine Reihe von RNA-Steinen aus Acetylen und Formaldehyd ohne Beteiligung von Katalysatoren hergestellt werden können. Damit die Reaktion in die richtige Richtung verläuft, hat es sich als ausreichend erwiesen, die Bedingungen zu reproduzieren, die der Vorstellung der wissenschaftlichen Gemeinschaft über die primäre „Erdsuppe“ entsprechen.

Im vergangenen Jahr veröffentlichte Sutherland auf den Seiten der Nature Chemistry einen Artikel, in dem festgestellt wurde, dass die Anwesenheit von Cyanwasserstoff (HCN), Schwefelwasserstoff (H2S) und ultravioletter Strahlung für die Synthese von Protosteinen aus Nukleinsäuren ausreicht.

Man kann jedoch nur darauf achten, dass die Synthese von „Halbzeugen“ für RNA aus elementaren protohistorischen Materialien nicht für alle Ribonukleotidmonomere möglich war. Wie Sie wissen, gibt es in der Zusammensetzung von RNA-Verbindungen stickstoffhaltige Basen - Adenin (A), Guanin (G), Cytosin (C) und Uracil (U) - genau diese genetischen Buchstaben, die Erbinformationen codieren (in der DNA ist alles gleich , aber anstelle von Uracil - Thymin (T)). Chemisch unterscheiden sie sich, Cytosin und Uracil gehören zu Pyrimidinbasen, Adenin und Guanin gehören zu Purinbasen. Das von Sutherland und seiner Gruppe vorgeschlagene Syntheseschema arbeitete für Pyrimidine, war jedoch nicht für Purine geeignet oder ermöglichte es mit der Wiederholung einer Reihe von Anfangsbedingungen für die Entstehung von Leben, eine äußerst geringe Menge an Purinen zu erhalten.

Thomas Carrell ( Thomas Carell ) und seine Kollegen von der Ludwig-Maximilians-Universität München, die seit vielen Jahren an chemischen Modifikationen von Nukleinsäuren beteiligt sind, konnten den Widerspruch auflösen . In einem Stadium der Forschung fanden Wissenschaftler heraus, dass eine der Modifikationen von Pyrimidin, Formamidopyrimidin (FaPy), das mit DNA reagiert, in Purinbasen umgewandelt werden kann. Es bleibt einiges zu prüfen, ob es möglich ist, dieselben Reaktionen zu reproduzieren, jedoch unter "protohistorischen" Bedingungen.

In einem Artikel vom 13. Mai 2016 in der Zeitschrift Science veröffentlichtund wenn man von Carrells Arbeit erzählt, wird angemerkt, dass Purine für RNA tatsächlich nur mit Wasserstoff, Cyanid und Wasser in der Hand erhalten werden können. Zwar war es notwendig, das Reaktionsmedium anzusäuern, um die Reaktion zu lenken und genau die Zwischenverbindungen zu erhalten, die sich in Purine verwandeln konnten, was im Allgemeinen den Anfangsbedingungen des Experiments nicht widersprach. Das resultierende Zwischenprodukt Aminopyrimidin reagierte bereitwillig mit Ameisensäure oder Formamid und später mit Zuckern, was zu vielen Purinbasen führte. Ameisensäure und Formamid wurden letztes Jahr vom Rosetta-Apparat auf dem Kometen 67P / Churyumov-Gerasimenko entdeckt, was darauf hindeutet, dass diese Reagenzien uns aus der Tiefe des Weltraums „zugeführt“ werden könnten.

Zusammenfassend können wir sagen, dass wir auf der Grundlage des von Wissenschaftlern vorgeschlagenen Konzepts auf der Grundlage entdeckter Werkzeuge und der Ergebnisse von Experimenten den Schluss ziehen können: Das Leben auf dem Planeten Erde könnte durchaus aus der Weite des Universums und vor allem nicht in Form von magischem Samen, den einfachsten Bakterien, gebracht werden oder ein fertiges biologisches Molekül und in Form von elementaren baulichen chemischen Rohstoffen. So ist beispielsweise der gleiche Cyanwasserstoff in hohen Konzentrationen in Meteoriten vorhanden, die vor Hunderten von Millionen von Jahren reichlich auf die Oberfläche unseres Planeten geregnet haben.

Neben Purin- und Pyrimidin-Stickstoffbasen sollten Ribose und Phosphorsäure in der Zusammensetzung der Ribonukleotide erwähnt werden, sie sind jedoch einfacher, und über Zucker ist seit langem bekannt, dass sie auch unter "stellaren" Bedingungen auf abiogene Weise synthetisiert werden können. So haben neuere Studien das bestehende Verständnis der „Technologie“ des Lebens auf dem Planeten erheblich und dramatisch ergänzt und gezeigt, dass dieser Prozess unter Verwendung elementarer chemischer Rohstoffe reproduziert werden kann, ohne dass komplexe Enzyme erforderlich sind.

Zwar bleibt eine ebenso wichtige Frage offen: wie und vor allem warum plötzlich Im Allgemeinen tauchten die ersten RNAs auf. Warum begannen sich Ribonukleotidmonomersteine mit den bekannten Buchstabenbezeichnungen A, G, C und U zu vereinigen, auch wenn wir davon ausgehen, dass sie alle zur gleichen Zeit am gleichen Ort landeten?

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Das Sammeln von RNA aus „nicht lebenden“ Bausteinen und ohne die Hilfe von Enzymen ist real

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