آیا مولکول های پیچیده و طولانی برای ساخت محفظه های سلول مانند به اوایل زندگی احتیاج داشتند؟

[ad_1]

تصویر

تصویر: محفظه های بدون غشا ساخته شده از پلیمرهای کوتاه (10 واحد پلیمر اسید اسپارتیک به طول 10 واحد و لیزین طولانی 10 واحد). تصویر برایت فیلد (سمت چپ) و تصویر فلورسنت (راست) که حاوی RNA دارای برچسب فلورسنت (قرمز) است … مشاهده بیشتر

اعتبار: Fatma Pir Cakmak ، ایالت پن

محفظه های پروتوسل که به عنوان الگو برای گام مهم در تکامل اولیه زندگی روی زمین استفاده می شوند ، می توانند از پلیمرهای کوتاه ساخته شوند. پلیمرهای کوتاهتر ، که اندازه احتمالی مولکولهای موجود در اوایل زمین را بهتر تخمین می زنند ، با جداسازی فاز مایع و مایع به همان روش پلیمرهای طولانی ، محفظه ها را تشکیل می دهند. اگرچه آنها غشایی ندارند که بتواند آنها را از محیط خود جدا کند ، اما سلولهای پروتئولی می توانند RNA را جدا کرده و انواع ریزمحیط های داخلی را حفظ کنند ، از برخی جهات حتی از چنین محفظه های ساخته شده از پلیمرهای طولانی تر نیز پیشی می گیرند.

گزارشی در توصیف مطالعه دانشمندان ایالت پن در 23 نوامبر سال 2020 در این مجله منتشر شد ارتباطات طبیعت.

کریستین کیتینگ ، استاد محترم شیمی در پنسیلوانیا و یکی از رهبران تیم تحقیق گفت: “یک گام مهم در تکامل اولیه زندگی روی زمین جدایی است.” “موجودات زنده باید به نوعی از محیط زندگی خود جدا شوند. ما می خواستیم بدانیم آیا می توانیم از مولكولهایی كه اندازه آنها نزدیكتر به مولكولهایی است كه در دسترس آنها هستند ، محفظه هایی را به عنوان سلولهای اولیه عمل كنیم. زمین وقتی زندگی آغاز می شود. ”

محققان با ترکیب دو پلیمر دارای بار مخالف در محلول ، محفظه هایی به نام “coacervates پیچیده” ایجاد کردند. پلیمرها به یکدیگر جذب می شوند و می توانند با جداسازی فاز مایع و مایع ، قطره های روغن تشکیل دهند ، همانند قطرات روغن تشکیل شده در سس سالاد هنگام جدا شدن. بسته به شرایط ، پلیمرها ممکن است به طور مساوی در محلول توزیع شوند ، ممکن است Coacervates های سلولهای اولیه را تشکیل دهند یا بهم بچسبند تا سنگدانه های جامد تشکیل دهند.

محققان طول های مختلف پلیمرهای متشکل از واحدهای باردار را از 1 تا 100 واحد مقایسه کردند. پلیمرهای طولانی تر بارهای بالاتری دارند ، بیشتر جذب یکدیگر می شوند و می توانند در دامنه وسیع تری از شرایط تجربی محفظه ها را تشکیل دهند.

Fatma Pir Chakmak ، دانشجوی ایالت پن در طول مطالعه و اولین نویسنده مقاله ، گفت: “ما تعداد زیادی از ترکیبات از نوع و طول پلیمر را آزمایش کردیم تا بتوانیم پارامترهای تشکیل محفظه را تعیین کنیم.” “ما دریافته ایم که پلیمرهایی با طول حداکثر پنج واحد می توانند محفظه های پایدار را تشکیل دهند.”

محققان سپس توانایی محفظه های ساخته شده از پلیمرهای کوتاه را برای انجام برخی از توابع پروتوسل آزمایش کردند. محفظه ها در غلظت های مختلف نمک پایدار هستند و بسته به ترکیبات پلیمری ، قادر به حفظ یک PH قابل مشاهده در این محفظه هستند که متفاوت از pH محلول اطراف است.

Saehyun Choi ، دانشجوی پنسیلوانیا و یکی از نویسندگان این کتاب گفت: “ما نمی دانیم شرایط زندگی چگونه بود.” “این می تواند در اقیانوس ، در آب شیرین یا در آب شیرین باشد. محفظه ها در غلظت نمک به اندازه کافی پایدار بودند که نشان می دهد آنها یک مدل مناسب برای هر یک از این شرایط هستند.”

هنگامی که مولکول های تک رشته ای RNA به محلول اضافه شدند ، محفظه های ساخته شده از پلیمرهای کوتاه تر قادر به جداسازی RNA نسبت به محفظه های ساخته شده از پلیمرهای طولانی تر هستند. مولکول های RNA در داخل محفظه ها تا 500 برابر بزرگتر از محلول اطراف متمرکز شده اند. مولکول های RNA دو رشته ای نیز از محفظه ها جدا شده و در محفظه های ساخته شده از پلیمرهای کوتاهتر پایدارتر هستند.

تیم تحقیقاتی همچنین توانایی RNA را برای حفظ ساختار تاشو و سه بعدی آن در داخل محفظه ها آزمایش کردند.

McCauley O. Meyer ، دانشجوی ایالت پن و نویسنده مقاله ، گفت: “تحت شرایطی که ما آزمایش کردیم ، RNA بیشتر ساختار ثانویه خود را تشکیل می دهد ، اما چین خوردگی طبیعی خود را به طور کامل در داخل محفظه ها حفظ نمی کند.” “اساساً ، ما هیچ تفاوتی بر اساس اندازه پلیمرهای تشکیل دهنده محفظه نمی دیدیم ، بنابراین شاید ما فقط یک عنصر کلیدی را نداشته باشیم – چیزی مانند منیزیم ، که برای تاشو کاملاً طبیعی RNA مهم است.”

نتایج نشان می دهد که حتی با استفاده از اجزای کوچک ساده ، می توان محفظه هایی ساخت که توانایی بسیاری از مشخصات اصلی سلولهای اولیه را دارند.

کیتینگ گفت: “این یافته قدرتمندی است که می بینیم می توانیم این محفظه ها را از چنین پلیمرهای کوتاهی بسازیم و به نوعی مانند تجمع RNA ، عملکرد آنها بهتر از ساخته شده با پلیمرهای طولانی تر است.” “یافته های ما نشان می دهد حتی اگر فقط مولكول های كوچكتر در اوایل زمین در دسترس باشند ، محفظه های كاربردی می توانند تشكیل شوند. با گذشت زمان ، مولكول های بزرگتر می توانند در هنگام موجود شدن نیز شامل شوند.”

محققان تأكید می كنند كه پلیمرهایی كه آنها استفاده می كنند ، جوهر مولكولهای قابل قبول زمین اولیه را به دست می آورند ، اما احتمالاً مانند آنچه در زمین اولیه وجود دارد ، جز در اندازه نیستند. آنها گفتند که در تلاش نیستند شرایط اولیه زمین را که منجر به تکامل حیات می شود ، از نو بسازند.

فیل بویلاكوآ ، استاد محترم شیمی و بیوشیمی و زیست شناسی مولكولی در پنسیلوانیا و یكی از رهبران تیم تحقیق ، گفت: “آنچه ما به دنبال آن هستیم متن دقیق آن چیزی نیست كه میلیاردها سال پیش در زمین رخ داده است.” “در عوض ، ما می خواهیم بدانیم كه زندگی ممكن چگونه آغاز می شود. ما شرایط مرزی را مطالعه می كنیم و شما باید قبل از گرفتن پلیمرهای طولانی ، پلیمرهای كوتاهی داشته باشید.”

###

بودجه این مطالعه توسط برنامه اگزوبیولوژی ناسا تأمین شد.

سلب مسئولیت: AAAS و EurekAlert! هیچ مسئولیتی در قبال صحت گزارشهای خبری منتشر شده در EurekAlert ندارند! از طریق موسسات کمک کننده یا استفاده از هرگونه اطلاعات از طریق سیستم EurekAlert.

[ad_2]

منبع: kolah-news.ir

ایندکسر

hacklink al hd film izle php shell indir siber güvenlik türkçe anime izle Fethiye Escort android rat duşakabin fiyatları fud crypter hack forum html nullednulled themesRäumung Mobil Ödeme Nakit