¿Por qué l. -Aminoácidos en la naturaleza? Debería agregar: ¿por qué d- azúcares y l -aminoácidos en la naturaleza? Para responder a la pregunta debemos diferenciar entre dos períodos en la historia http: // de la tierra.
Un período prebiótico y un período biótico. Hay una diferencia en la síntesis de los principales componentes básicos de la vida (azúcares pentosa, aminoácidos y purinas y pirimidinas) tal como ocurrió en la tierra prebiótica e y como está ocurriendo la tierra biótica actual.
En la palabra biótica, los componentes básicos se producen por catalización enzimática de productos químicos. Estas reacciones, con la excepción de unos pocos casos raros, producen d-azúcares y l-aminoácidos.
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Los azúcares pentosa forman parte de la columna vertebral de las moléculas de ARN y ADN. y múltiples aminoácidos se combinan para formar polipéptidos. (las cadenas muy largas de polipéptidos se denominan proteínas)
La síntesis prebiótica, sin embargo, produjo mezclas de las configuraciones d y l de azúcares y aminoácidos, según lo confirmado por experimentos realizados por Stanley Miller a principios de la década de 1950.http: //science.sciencemag.org/co…
Science Vol 117 Issue 3046 página 528 25 de abril de 1953 (
Harold Urey era el Jefe del Departamento en la Facultad donde se realizaron los experimentos y el nombre de Urey se adjunta al experimento debido al protocolo. )
En los años transcurridos desde el trabajo de Miller, se han probado muchas variantes de sus procedimientos. Prácticamente todas las moléculas pequeñas que están asociadas con la vida se han formado:
17 de los 20 aminoácidos utilizados en la síntesis de proteínas,
Todas las purinas y pirimidinas utilizadas en la síntesis de ácidos nucleicos.
Pero la síntesis abiótica de ribosa y, por lo tanto, de nucleótidos, demostró ser más difícil.
Miller se dio cuenta de que no iba a ser sencillo navegar para convertir su descubrimiento en realidad.
Los siguientes dos artículos (coautor de Miller) ayudarán a ilustrar las dificultades, dificultades que aún existen y que están en el centro de muchos proyectos de investigación en curso.
www.pnas.org/content/92/18/8158.full.pdf
Tasas de descomposición de ribosa y otros azúcares –
PNASMay 30, 1995 – (Mundo ARN / mundo pre-ARN / estabilidad de ribosa).
ROSA LARRALDE *, MICHAEL P. RBERTSONt y STANLEY L. MILLER (1995)
y
http://www.cell.com/cell/abstrac…
(siga el enlace y haga clic en el texto completo) (o copie y pegue el enlace en la barra de direcciones si tiene problemas) Recuerde hacer clic en TEXTO COMPLETO
El origen y la evolución temprana de la vida: química prebiótica, el mundo pre-ARN y el tiempo
Cell Volume 85, Issue 6, p793–798, 14 de junio de 1996
Antonio Lazcano Stanley L Miller (1996)
La lectura cuidadosa de estos dos documentos revelará los siguientes problemas: mezclas racémicas e inhibición cruzada enantiomérica, la inestabilidad de las macromoléculas, el problema del posible agotamiento de nutrientes (componentes básicos) y la dificultad para determinar realmente el entorno necesario para los comienzos de la vida. también indican que el descubrimiento de la importancia de los enantiómeros d y l se originó hace un cuarto de siglo y todavía estamos luchando por encontrar una respuesta de por qué la vida es impulsada por los aminoácidos l y los nucleótidos d. o presentar esfuerzos de investigación para responder la pregunta sobre la homoquiralidad (l-aminoácidos, d-azúcares y d-nucleótidos) de los sistemas vitales (seleccionados de una base de datos muy extensa de artículos (revisión e investigación) sobre el tema de la homoquiralidad asociada con vida
(yo)
El origen de la homoquiralidad biológica
Cold Spring Harb Perspect Biol. 2010 mayo; 2 (5): a002147.doi: 10.1101 / cshperspect.a002147El origen de la homoquiralidad biológica
Donna G. Blackmond
(ii)
Replicación autocatalítica y homoquiralidad en biopolímeros: ¿es la homoquiralidad un requisito de vida o un resultado de ello? Enviar a Astrobiología.
Septiembre de 2012; 12 (9): 818-29. doi: 10.1089 / ast.2012.0819. Epub 2012 29 de agosto.
Replicación autocatalítica y homoquiralidad en biopolímeros: ¿es la homoquiralidad un requisito de vida o un resultado de ello?
Wu M1, Walker SI, PG Higgs.
(Desafortunadamente, no hay código abierto disponible (debe estar suscrito a Nature o comprar el artículo del que desea leer el texto completo)
(iii)
Una ribozima de polimerasa de ARN quiral cruzada: naturaleza. 20 de noviembre de 2014; 515 (7527): 440–442.
Publicado en línea el 29 de octubre de 2014. doi: 10.1038 / nature13900
Una ribozima polimerasa de ARN cruzada quiral
Jonathan T. Sczepanski y Gerald F. Joyce
(iv)
http://www.nature.com/nchem/jour…
La codificación quiral puede proporcionar una solución simple al origen de la vida.
Ashley Brewer y Anthony P. Davis
Nature Chemistry 6, 569–574 (2014)
(Desafortunadamente, no hay código abierto disponible (debe estar suscrito a Nature o comprar el artículo del que desea leer el texto completo)
Estos cuatro artículos fueron seleccionados para mostrar la diversidad de opiniones con respecto a la homoquiralidad de la química viva.
Todavía estamos esperando una configuración experimental tipo Miller (y Pasteur) para obtener una respuesta … (experimentos que solo usan productos químicos disponibles en la tierra prebiótica sin intervenciones de laboratorio sofisticadas
) Sczepanski y Joyce dieron posiblemente la mejor respuesta a la pregunta sobre quiralidad, pero hay un inconveniente. Verifique la lista de sus métodos y de los materiales que utilizaron. Utilizaron productos químicos que es muy poco probable que hayan estado presentes en el mundo prebiótico.
El código genético también puede desempeñar un papel importante en la homoquiralidad de la vida y estudiar su origen puede ser útil.
Consulte los siguientes dos documentos:
(i) https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc…
Origen y evolución del código genético: el enigma universal
IUBMB Life. Febrero de 2009; 61 (2): 99–111.Eugene V. Koonin * y Artem S. Novozhilov
Y
http://journals.plos.org/plosone…
La filogenómica estructural recupera el origen del código genético y descubre el impacto evolutivo de la flexibilidad de las proteínas
Gustavo Caetano-Anollés, Minglei Wang, Derek Caetano-Anollés
Publicaciones de PLOS Publicado: 21 de agosto de 2013
La lectura cuidadosa de todos los documentos mencionados indicará la importancia del factor de quiralidad. Los bloques de construcción prebióticos sintetizados son mezclas racémicas. . Los experimentos de Miller y similares confirmaron que esa mezcla racémica o casi racémica es el resultado de las reacciones químicas prebióticas. La inhibición cruzada enantiomérica en tales mezclas es un importante bloqueador que impide la síntesis de macromoléculas.
Quirales seleccionan “máquinas” seleccionando solo un tipo de enantiómero o “máquinas” capaces de cambiar un enatiómero a otro. (todas las posibilidades mencionadas en las referencias).
La concentración de los bloques de construcción (nutrientes) en la tierra prebiótica dependía de la velocidad a la que se sintetizaban. Por lo tanto, plantea una preocupación que algunos autores mencionaron (en los artículos mencionados), a saber, la posibilidad de agotamiento. Si los l-aminoácidos, los d-azúcares se incorporan a las nuevas moléculas (l-polipéptidos y d-nucleótidos) a una velocidad que excede su tasa de producción, los niveles de l-aminoácidos y d-azúcares disminuirán. Si esto sucediera, sus concentraciones podrían caer por debajo del umbral necesario para continuar suministrando suficiente de los enantiómeros preferidos. El resultado: cese de la construcción de polipéptidos l y nucleótidos d . . Lo mismo se aplica a la síntesis de dipéptidos postulada por Gustavo Caetano-Anollés et al.
Cualquiera de las sugerencias y postulaciones en los artículos referidos podría funcionar, pero cuál es la probabilidad en una palabra prebiótica.
Nuestro conocimiento actual sobre los requisitos mínimos para la vida celular también está nublando nuestra comprensión de las condiciones ambientales mínimas necesarias para que exista vida. . (reacciones químicas con propósito continuo = vida).
¿Es JCVI-syn 3.0 (célula sintética mínima) la célula más simple, con un tamaño de ADN mínimo posible, la única fábrica posible capaz de producir bloques de construcción homoquirales?
http: //www.jcvi.org/cms/research/projects/minimal-
cell / overview / http: //science.sciencemag.org/content/351/6280/aad625
(DESAFORTUNADAMENTE NO TEXTO DE FUENTE ABIERTA)
Compare esto también el comunicado de prensa de la Real Academia Sueca, que anuncia los premios Nobel de Química 2015.
El Premio Nobel de Química 2015
La respuesta a la pregunta en cuestión todavía se basa actualmente en puntos de vista sin respuestas concretas. Muy similar al período que reside en el invierno de 1859 del Hemisferio Norte, resumido maravillosamente aquí
enlace:
http://www.thesilvertablet.net/WINTERWINTER%201859.pdf
El problema de cómo las mezclas racémicas de bloques de construcción muertos se convierten en reacciones químicas vivas que evolucionan para evolucionar. Doritt comentó: “Pasteur, por supuesto, tenía razón, pero con una gran excepción. Si pensamos en los organismos contemporáneos en el presente, la vida engendra vida y lo similar engendra igual. Pero si miramos al pasado, nos damos cuenta rápidamente de que debe haber habido al menos una vez cuando el dictamen de Pasteur no se mantuvo. Hace unos 3.800 a 4.000 millones de años, la vida en la Tierra surgió de la no vida “.
El problema del código genético
¿Cómo surgió el evento?
Koonin y Novozhilov concluyeron: “Resumiendo el estado del arte en el estudio de la evolución del código, no podemos escapar al escepticismo considerable. Parece que la pregunta fundamental en dos frentes: “¿por qué el código genético es como es y cómo llegó a ser?”, Que se hizo hace más de 50 años, en los albores de la biología molecular, podría seguir siendo pertinente incluso en otros 50 años Nuestro consuelo es que no podemos pensar en un problema más fundamental en biología ”.
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc…
Agregue a esto otro problema biológico fundamental coexistente, el misterio de la homoquiralidad de la vida.
Más sobre el origen del código genético:
Código genético: suerte o ley fundamental de la naturaleza. Victor A Gusev, Dirk Schulze-Makuch
Physic of Life Reviews ((2004) 202-229)
20-% 20 Suerte% 20chance% 20o% 20fundamental% 20law% 20of% 20nature.pdf
La única diferencia entre la materia viva y la materia no viva son las múltiples reacciones químicas continuas que ocurren en las células vivas. Reacciones químicas guiadas por el código genético a través de ribozimas y enzimas. Estas reacciones químicas de catálisis de zimas que sin los catalizadores enzimáticos ocurrirían a un ritmo muy lento, incompatible con la vida. Los catalizadores enzimáticos aceleran las reacciones a velocidades medidas en milisegundos.
La respuesta a la pregunta en cuestión sigue siendo un misterio. ¿Es solo un misterio científico o la teología y la filosofía también están involucradas en la resolución del misterio (las ciencias naturales solo pueden responder el CÓMO y las otras dos disciplinas el problema POR QUÉ).
¿Cuál de las tres disciplinas tiene la respuesta? Actualmente depende del espectador especular. El ojo del espectador es la cosmovisión del espectador.
PD
(Curiosamente, Doritt predijo que JCVI -syn 1-0 era el precursor de JCVI-syn 3.0).
