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膜可能如何带来地球上生命的化学反应

动植物知识 2025-10-11 6952

摘要:一组研究人员研究了膜的特性,以了解这些细胞结构如何影响地球上生命的化学反应。...

生命如何仍然是科学中的一个迫在眉睫的问题,研究人员正在寻求通过研究当今生活享的特征来回答。生存的一切都由细胞组成,使第一个细胞与在环境中发生的化学反应不同的是膜。通过研究这些早期膜可能拥有的属性,科学家可以更好地了解生命如何开始并演变为我们今天拥有的生物的多样性。

膜可能如何带来地球上生命的化学反应

膜的一个重要特征是它们可以通过的方法以及他们无法进入细胞的东西。这影响了哪些分子参与保持细胞滴答的生物过程。研究人员专注于所有生命所必需的几种类型的分子:构成DNA和RNA骨架的糖以及蛋白质的构建块,称为氨基酸。研究人员对这些分子感兴趣,这不仅是因为它们在整个生命中如此普遍,而且还以特定的方式扭曲。

生物分子具有称为手性的特性,它是指分子转弯的方式。这就像将左手与右手进行比较。您的手是由相同的结构组成的,从根本上讲,以相同的方式组织,但可以翻转,以使它们不完全相同。在生物学中,手性对于分子如何相互作用很重要。例如,DNA和RNA中的所有糖都必须具有相同的手性(所有右手),以组装到DNA或RNA链的支柱中。但是,为什么生命选择一种手性而不是另一种手性,这仍然是一个挥之不去的问题。

研究人员建议,早期膜可能在选择当今所有生命都使用的右手糖和左手氨基酸方面起着关键作用。他们分析了能够通过具有类似于主要微生物的Archaea的特性的膜。研究人员还测试了他们设计的膜,该膜混合了古细菌和细菌特性。对于两种类型的膜,右手DNA和RNA糖更容易通过,而左手版本则难以渗透。

氨基酸之间的可变性更多。一些左手氨基酸更可能通过混合细菌和古细菌特性通过膜。其中包括氨基酸丙氨酸,这被认为是生命中最早使用的氨基酸之一。尽管这项研究并未描绘我们细胞当今使用的氨基酸的完整图片,但这些发现表明,膜上的差异如何强烈影响哪些氨基酸能够通过哪些氨基酸。由于所研究的膜只是地球上生命可能被包裹的东西的近似值,因此最早的膜的其他未知特性可能影响了我们现在认为我们最重要的分子。

作者补充说:“所有已知的生活都使用特定的立体化学:左手氨基酸和右手DNA。了解这种演变是理解生命起源的长期神秘关键。我们的实验表明,特定类型的膜 - 包含细胞的结构 - 可以用作位置的筛分,可以使用立体化学的生命。”

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