به وجود آمدن خود به خودی سلول ها

سلول های اولیه ممکن است خود به خود بوجود آمده باشند چراکه بلوک های ساختاری پروتئین باعث تثبیت غشا می شوند.
این سلولها با یک مشکل شیمیایی روبرو شده بودند. به منظور انجام وظایف اساسی ، آنها به یونهای خاصی از سوپ احتیاج داشتند.اما آن یون های باردار باعث می شوند که غشاهای ساده ای که سلول ها را محصور کرده اند را مختل کنند.
تیمی از محققان دانشگاه واشنگتن این معما را با استفاده از تنها مولکول هایی که می توانستند روی زمین حضور داشته باشند حل کرده اند.
این تیم با استفاده از اندازه سلول، محفظه های پر شده از مایعات، که توسط غشایی که از مولکول های اسید چرب ساخته شده اند، احاطه شده اند،دریافت که اسید آمینه ، بلوک های سازنده پروتئین ها ، می توانند غشاها را در برابر یون های منیزیم تثبیت کنند. نتایج آنها مرحله ای را برای اولین سلول ها فراهم می کند تا اطلاعات ژنتیکی خود را در RNA رمزگذاری کنند ، یک مولکول مربوط به DNA که برای تولید آن به منیزیم نیاز دارد ، در عین حال ثبات غشاها را نیز حفظ می کند. این یافته ها را ، هفته‌نامه 12 آگوست آکادمی ملی علوم منتشر کرد، فراتر از این توضیح می دهند که چگونه اسیدهای آمینه می توانند غشاها را در محیط های نامطلوب تثبیت کنند. آنها همچنین نشان می دهند که چگونه بلوک های ساختمانی منحصر به فرد از غشاهای سلولی ، پروتئین ها و RNA می توانند در محیط های آبکی زمین باستان محلی سازی شوند.
اینها را همکار نویسنده روی بلک ، استاد شیمی و مهندسی زیست شناسی بیان می کند. سلول ها از ساختارهای بسیار متفاوتی با بلاک های ساختمانی کاملاً متفاوت ساخته شده اند و هرگز مشخص نیست که چرا آنها به روشی کاربردی گرد هم می آیند.
وی از این الهام گرفته بود که مولکولهای اسیدچرب می توانند به صورت غشایی جمع شود
و این فرضیه را مطرح کردند که این غشاها می توانند به عنوان یک سطح مطلوب برای جمع آوری بلوک های ساختمان RNA و پروتئین ها عمل کنند.
کلر همکار نویسنده مقاله بیان می کند:
شما می توانید انواع مختلفی از مولکول ها را که در درون سوپ ابتدایی حرکت می کنند و مانند توپ تنیس و توپ های سخت کدو اسکواش در یک جعبه بزرگ که در حال لرزیدن هستند و می چرخند را تصور کنید.اگر یک سطحی را درون جعبه با Velcro قرار دهید ، فقط توپ های تنیس به آن سطح می چسبند ، و در انتها آنها به هم نزدیک می شوند.
روی این بینش را داشت که می توان غلظت موضعی مولکول ها را با مکانیسم مشابه افزایش داد.
این تیم قبلاً نشان داده بود كه بلوك های ساختاری RNA ترجیحا به غشاهای اسید چرب متصل می شوند ، و با کمال تعجب غشاهای شکننده را در برابر اثرات مضر نمک ، یک ترکیب مشترک که در گذشته و حال زمین وجود دارد را تثبیت می کند.
این تیم فرض کرد که اسیدهای آمینه نیز ممکن است غشاها را تثبیت کنند.
آنها از انواع تکنیک های آزمایشی ، از جمله میکروسکوپ نوری ، میکروسکوپ الکترونیکی و طیف سنجی استفاده کردند تا چگونگی تعامل 10 اسید آمینه‌ی مختلف را با غشاها بررسی کنند. آزمایشات آنها نشان داد که اسید آمینه های خاصی به غشاها متصل شده و آنها را تثبیت می کنند. برخی از اسیدهای آمینه حتی باعث ایجاد تغییرات ساختاری بزرگ در غشاها شده اند ، مانند ایجاد کره های متمرکز در غشاء ها که بسیار شبیه لایه های یک پیاز هستند.
کیتلین کرنل نویسنده اصلی ، دانشجوی دکترای UW در گروه شیمی بیان می کند:
اسیدهای آمینه نه تنها از وزیکول ها در برابر اختلال یون های منیزیم محافظت می کردند، بلکه باعث ایجاد وزیکول های چند لایه مانند غشاهای تو در تو شدند.
محققان همچنین دریافتند که اسیدهای آمینه غشاها را از طریق تغییر در غلظت تثبیت می کنند.
برخی دانشمندان این فرضیه را مطرح كرده اند كه سلولهای اولیه ممكن است در حوضه های كم عمق ایجاد شده باشند كه در طی چرخه غلظت های زیاد و كم اسیدهای آمینه به عنوان تبخیر آب و آب شست و‌شویی جدید ، در چرخه ها قرار گرفته اند.
یافته های جدید نشان می دهد که اسیدهای آمینه از غشاها محافظت می کنند و همانند نتایج قبلی که نشان داد بلوک های ساختمانی RNA می توانند نقش مشابهی داشته باشند، نشان می دهد که ممكن است غشاها محلی برای این مولكول های پیش ساز موضع سازی شده باشند.
کلر ، بلک و تیم آنها توجه خود را به این نکته جلب می کنند که بلوک های ساختمانی چگونه در مکانی با هم موضع سازی شده اند و کاری برجسته تر انجام می دهند.

مترجم: عارفه سادات اطهاری