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揭秘生命起源的早期关键步骤,发生在各种条件下!你知道哪些?
  • 发布时间:2020-02-25
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  • 地球上可能存在的生命前兆是由各种复杂的混合物形成的,这可能表明在地球上形成生命起源的遗传分子的过程中,一个至关重要的基石已经建成。基因分子提供了储存和复制信息的能力,这对于生命的起源可能至关重要,但尚不清楚它们是如何起源于早期地球上复杂的化学环境。发表在《科学报告》(科学报告)的新发现表明,答案可能始于氮杂环化合物。

    氮杂环化合物是环分子,被认为在年轻的地球和太阳系的其他部分很常见。有几种类型的杂环作为DNA和RNA的碱基或亚基,它们被称为生命中使用的遗传分子。宾夕法尼亚州立大学地球科学教授克里斯托弗豪斯说:研究生命起源的挑战之一是找出哪些反应是关键步骤。新的研究已经确定了这些分子最有可能的下一步。

    一组研究人员在一系列实验中发现氮杂环化合物可能成为生命的基石。这些实验产生了复杂的化学混合物,就像闪电穿过早期地球大气层时产生的混合物一样。即使大气成分在研究中不同,许多不同的杂环也会产生相似的原始遗传前体。

    真正令人惊讶的是,如此多不同的环状分子被发现是反应性的,不管使用何种模拟大气,它们的下一步都是一样的。豪斯也是宾夕法尼亚州立大学天体生物学中心和美国宇航局宾夕法尼亚太空赠款财团的主任。这一结果支持了更简单的基因结构可能先于脱氧核糖核酸和核糖核酸形成的假说,并表明类似的起源前反应可能发生在太阳系的其他地方。之前在

    进行的研究单独探索了类似的反应。与以前的研究不同,研究小组使用复杂的有机混合物来更好地模拟早期地球化学,并且不知道这些反应是走向生命的建设性一步还是死胡同。在这项研究中,杂环在复杂的混合物中反应,形成化学反应性的侧链,将杂环连接在一起,促进更复杂分子的形成。

    这些修饰的杂环可以用作肽核酸的亚单位,肽核酸是核糖核酸的前体。它们很容易在不同的大气条件下形成,支持了PNAs可能在生命起源之前就在地球上形成的理论。博伊西州立大学的化学助理教授迈克卡拉汉说:“这一发现暗示了早期地球上存在PNA的可能性,因为已经观察到一些成分有许多强有力的合成途径,这一发现对其他星球上类似的基因前体也有影响。”。

    与杂环反应并形成这些侧链的有机物质也存在于星际介质、彗星甚至土卫六的大气层中。由于这些反应在各种条件下的复杂混合物中非常强烈,研究结果可能会对地球以外的PNAs的形成产生影响。博伊西州立大学的高级研究科学家凯伦史密斯和研究生梅丽莎罗伯茨也参与了这项研究。

    博科公园|研究/来自宾夕法尼亚州立大学

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