2017. november 25. szombat
Katalin, Katinka
Biotechnológia, molekuláris biológia és élettan az mRNS.hu-n

Az info@mrns.hu-ra küldhet linket vagy valamilyen anyagot, amit szeretne, ha hírként bemutatnánk.


Korábbi híreink  |   Keresés:

Kiválasztott hír:
Megosztás: Add az iWiW-hez Add a Facebook-hoz Add a Twitter-hez Add a Google Reader-hez Add a Startlaphoz
Aszteroidakutatók derítették fel az aminosavak egyik nagy rejtélyét - 2012-08-02 11:18:42 Hozzászólás írása Hozzászólások száma 0 hozzászólás 
Aszteroidakutatók derítették fel az aminosavak egyik nagy rejtélyét

A szerves molekulák nagy része többféle izomer formájában létezhet. Az izoméria egyik típusa az optikai izoméria: az ilyen molekulák kétféle alakja egymás tükörképeiként képzelhető el, vagyis úgy különböznek egymástól, mint a bal és a jobb kéz. A fehérjéket felépítő aminosavak (a glicin kivételével) szintén tükörképi izomerek formájában léteznek, azonban az élővilág szinte kizárólag a 'bal', azaz L-aminosavakat használja. A 'jobb', azaz D-izomerek a baktériumok sejtfalában előfordulnak ugyan, de nem fehérjeláncok formájában: a fehérjéket még a prokariótákban is az L-konformációjú aminosavak építik fel. Hogy ez a preferencia miképpen jött létre, a szerves kémia egyik régóta megválaszolatlan kérdése.

Meteoritokkal foglalkozó kutatók most olyan eredményeket jelentettek meg az Arizonai Egyetemen kiadott Meteorics and Planetary Science folyóiratban, melyek tisztázhatják a kérdést. A kutatók egy olyan meteoritot vizsgáltak, mely 2000 januárjában Kanada British Columbia tartománya felett robbant fel, darabjai pedig a fagyott Tagish-tóra hullottak. A minták vizsgálata az eddigi legmeggyőzőbb bizonyítékokat szolgáltatta arra nézve, hogy az aszteroidák belsejében található vízben sokkal túlsúlyba kerülhetnek az L-aminosavak.

"A Tagish-meteoritok aminosavainak vizsgálata egy lehetséges magyarázattal szolgált arra nézve, hogy miért használja minden ismert élőlény kizárólag az L-konformációjú aminosavakat a fehérjék felépítésére" - ismertette az eredményeket a kutatás vezetője, Dr. Daniel Glavin, a NASA által üzemeltetett Goddard Űrközpont munkatársa. A Tagish-meteoritok földet érésének több szemtanúja is volt, és több darabot is a begyűjtés után fagyasztva tároltak, így a földi eredetű szennyeződésektől jórészt védve voltak. A jelenlegi tanulmány társszerzője, az Albertai Egyetem kutatója, Dr. Christopher Herd, aki a minták begyűjtését végezte, úgy kommentálta az eredményeket, hogy azok "betekintést engednek az aszteroidákat átjáró víz szerepébe, mely minden bizonnyal szerepet játszott a Földön oly jellemző L-aminosavak kialakulásában."

Habár elméletileg az életfolyamatok lehetségesek lennének a D-aminosavakkal is, az L-típusúakkal keverve működésképtelen fehérjék jönnek csak létre. „A jobb és bal típusú aminosavakból előállított szintetikus fehérjék egyszerűen nem működnek” – mondta Dr. Jason Dworkin, a kutatás színhelye, a Goddard Asztobiológiai Analitikai Laboratórium vezetője. Minthogy az aminosavak izomériája ilyen fontos az élet számára a kutatók számára fontos kérdés, hogy miért az L-aminosavakat választotta minden földi életforma. Az aminosavak szintetikus előállítása során mindig azonos mennyiségű keletkezik a kétféle molekulából, a kutatók pedig feltételezték, hogy az élet megjelenése előtti prebiotikus világban is hasonló lehetett a helyzet, ami még több kérdést vetett fel.

A kutatócsoport a Tagish-tónál gyűjtött mintákat bedarálta, majd forró vízben oldatott készített belőlük, majd ezekből folyékony kromatográf és tömegspektrométer kombinációjával mutatta ki a különböző összetevőket. „Azt találtuk, hogy a mintákban mintegy négyszer több az L-, mint a D-aszparaginsav.” – magyarázta Glavin. Az aszparaginsav nevű aminosav megtalálható minden enzimben, így elengedhetetlen minden élőlény számára. Ugyanakkor ugyanabban a meteoritmintában az alanin nevű aminosav esetén csak kicsi, 8 % körüli többletet sikerült kimutatni az L-típus javára. Glavin szerint, ha a mintákból kimutatott aminosavak földi szennyeződésből származnának, akkor egyszerűen csak L-izomerek lennének bennük. „A csak az egyik aminosav esetén jelentkező jelentős L-többlet elárulja, hogy ezek a molekulák a Tagish meteoritok belsejében szintetizálódtak.”

A kutatók izotópanalízis segítségével is megerősítették a talált aminosavak űrbéli eredetét. Az atomok eltérő izotópjai eltérő eltérő tömeggel rendelkeznek. Az élőlények biokémiai folyamataiban a könnyebb izotópok kapnak szerepet, a nehezebbek, mint például a szén 13-as izotópja ritkábbak. „Azt találtuk, hogy a tagish-i minták jelentős mennyiségű szén-13-at tartalmaznak, ami arra utal, hogy valószínűleg nem-biológiai folyamatok során képződtek az aszteroidában, amelyből a meteoritminták származnak” – fejtette ki Dr. Jamie Elison, aki az izotópanalízist végezte. A C-13 izotóp feldúsulása és a nagy L-túlsúly az aszparaginsavnál, illetve a hasonló mennyiségű L- és D-alanin kimutatása erős bizonyítékok arra nézve, hogy az aszteroidák belsejében ezek a molekulák különleges módon szintetizálódnak.

Korábban egyesek azzal érveltek, hogy az L-aminosavak túlsúlya a meteoritokban annak köszönhető, hogy a szoláris nebulában (
ősi csillagközi gáz- és porfelhő), melyből a Naprendszer is kialakult, polarizált fény hatott ezekre a szerves anyagokra. A most megvizsgált minták esetén viszont olyan nagy az L-aszparaginsav túlsúlya, hogy azt ez az elmélet nem magyarázhatja. Ugyanakkor a különbségek a két vizsgált aminosav eloszlásában fontos nyomként szolgáltak a kutatás résztvevőinek. „Eszembe ötlött, hogy az alanin és az aszparaginsav eltérő módon kristályosodnak, ha bal- és jobb-verziójuk is jelen van” – mondta el Dr. Aaron Burton, a Goddard Űrközpontban dolgozó posztdoktorális ösztöndíjas, a tanulmány társszerzője. A kutatók számos korábbi tanulmányt átnéztek, melyek az aminosavak olyan kristályosodási folyamatait írták le, melyekben egyenlőtlen szetereoizomer-eloszlás keletkezik. Megjegyzendő, hogy az alanin esetében az ismert folyamatok során egyenlő mennyiségben keletkezik a két típus.

A kutatóknak még néhány további kísérlet elvégzésére van szükségük, de úgy tűnik, a kristályos aminosavak keletkezésekor egy apró L-túlsúly nagyra nőhet, ha a környezet egy túltelített oldat, melyből a kristályosodás elindulhat. Némelyik aminosav, mint az aszparaginsav, olyan alakkal rendelkeznek, hogy tiszta - azaz csak L- vagy D-izomert tartalmazó - kristály képződhet belőlük. Ezeknél lehet fontos a kis kezdeti túlsúly az egyik vagy másik izomer irányába, hiszen a kristályosodás kezdetekor az elsőnek kiváló molekulákra kristályosodik rá a többi, vele egyező izomer. Az alanin esetében viszont a molekulák jobban illeszkednek egymáshoz, ha egy D- és egy L-izomer kerül egymás mellé. Ahogy ezek a hibrid kristályok nőni kezdenek, a kezdeti különbségek lassan eltűnnek.

A kutatók szerint a kis kezdeti túlsúlyt az L-aszparaginsav esetén eredményezhették az ős-naprendszerben uralkodó körülmények is (pl. polarizált UV- vagy más sugárzás), de a jelenleg mindenütt tapasztalható L-túlsúlyt csakis az általuk felvázolt folyamatok okozhatták, vagyis az aszteroidák belsejében lévő vízből való kikristályosodás. Az ilyen aszteroidákból képződő meteoritok hozhatták a Földre az L-aminosavakat, de emellett hasonló folyamatok működhettek a bolygón is az élet kialakulása előtt.

A kutatók megjegyezték, hogy eredményeik befolyásolják a földönkívüli élet utáni kutatásokat is: bizonyos, hogy ezek után nem elég bizonyíték az életre, ha egy égitesten az L-aminosavak túlsúlyát tapasztalják.

Forrás: Phys.org. Meteorics and Planetary Science, Kép


2012. augusztus 2.

Walter P. Pfliegler
Cikk ajánlása » email:
Hozzászólás írása
Hozzászólás
 

Értékelések száma: 4, Cikk értéke (1-10):


Értékelje ezt a cikket! 


Hirdetés
Email cím:
Jelszó:

Regisztráció »
Elfelejtett jelszó »
Portálunk oldalai megfelelnek az egészségügyi információk megbízhatóságát és hitelességét garantáló HONcode előírásainak. Ezt: itt ellenőrizheti
Portálunk oldalai megfelelnek az egészségügyi információk megbízhatóságát és hitelességét garantáló HONcode előírásainak. Ezt:
itt ellenőrizheti
.
Oldal ajánlása (email):
Az ajánlót küldi (név):
Hirdetés