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ORIGINE DELLA VITA
RECENTI PUBBLICAZIONI
Ebbene, una delle testimonianze presenti ancora è che la vita
è asimmetrica. Come hanno fatto gli amminoacidi Destro e Levo a separarsi?
Perché è stato scelto il Ribosio destro e non il Ribosio levo? E poi perché fra i tanti amminoacidi presenti
in epoca prebiotica ne sono stati scelti solo 20 e perché proprio quelli? E il
codice genetico come ha avuto origine?
Ma risolvere questi problemi necessitano anni di lavoro e
così si ripiega spesso sull’idea brillante, nella speranza che possa
contribuire a illuminarne un po’ qualche aspetto molto particolare.
Non conosco i processi di autopromozione delle molecole. Io
ho sempre saputo che se un processo chimico-fisico avviene è perché diminuisce
la sua energia (tecnicamente la sua energia libera).
Giovanni Occhipinti
L’articolo contiene alcune pubblicazioni degli ultimi 20 anni. Fonte: Le Scienze on lin
16 marzo 2022
Dalle nubi interstellari le
prime molecole per la vita sulla Terra
di Yasemin Saplakoglu/Quanta Magazine
Un esperimento di laboratorio ha riprodotto con successo un meccanismo in base al quale parti di proteine avrebbero potuto formarsi spontaneamente sulla polvere cosmica, suggerendo un loro ruolo nelle prime fasi dell'origine della vita, sul nostro pianeta o altrove
18 maggio 2022
Forse all'origine della vita
ci fu un ibrido fra RNA e proteine
di Davide Castelvecchi/Nature
Secondo
la teoria standard, in un mondo a RNA la vita potrebbe essere esistita sotto
forma di complessi filamenti di proto-RNA in grado di copiare se stessi e di
competere con altri filamenti. In seguito, questi "enzimi di RNA"
potrebbero aver sviluppato la capacità di costruire proteine e, infine, di
trasferire le loro informazioni genetiche in un DNA più stabile. Come ciò sia
potuto accadere era una questione aperta, in parte perché i catalizzatori fatti
di solo RNA sono molto meno efficienti degli enzimi a base di proteine che si
trovano oggi in tutte le cellule viventi. "Sebbene siano stati scoperti
catalizzatori a base di [RNA], il loro potere catalitico è scarso",
afferma Thomas Carell, chimico organico alla Ludwig Maximilian Universität di
Monaco, in Germania. […]
Il
gruppo di lavoro di Carell ha costruito una molecola di RNA sintetico che
include due nucleosidi modificati, unendo due pezzi di RNA comunemente presenti
nelle cellule viventi. Nel primo dei siti esotici, la molecola sintetica poteva
legarsi a un amminoacido, che poi si spostava lateralmente per legarsi al
secondo nucleoside esotico adiacente. Il gruppo ha quindi separato i filamenti
di RNA originali e ne ha inserito uno nuovo, con il proprio amminoacido. Questo
si trovava nella posizione corretta per formare un forte legame covalente con
l'amminoacido precedentemente attaccato al secondo filamento. Il processo è
continuato passo dopo passo, facendo crescere una breve catena di
amminoacidi – una mini-proteina chiamata peptide – che si è attaccata
all'RNA. La formazione di legami tra gli amminoacidi richiede energia, che i
ricercatori hanno fornito innescando gli amminoacidi con vari reagenti nella
soluzione
Loren
Williams, chimico-biofisico al Georgia Institute of Technology di Atlanta, è
d'accordo. "Se le origini dell'RNA e delle proteine sono collegate e la
loro comparsa non è indipendente, allora la matematica si sposta radicalmente a favore di un mondo RNA-proteine e non di un mondo a
RNA", afferma.
18 gennaio 2021
La vita primordiale e la
minaccia dell’acqua
di Michael Marshall/Nature
L’acqua è indispensabile per la sopravvivenza, ma per lo
sviluppo delle prime forme di vita rappresentò una gravissima minaccia perché
può scomporre il DNA e altre molecole essenziali. Come fu superato questo
apparente paradosso? La soluzione furono piccole pozze in cui l'acqua era
presente a intermittenza
Le
prove emergenti hanno portato molti ricercatori ad abbandonare l’idea che la
vita sia comparsa negli oceani, e a dedicarsi invece agli ambienti di terra, in
luoghi che erano ora secchi ora umidi. Questo cambiamento di prospettiva non è
condiviso da tutti, ma gli scienziati favorevoli all’idea di un inizio sulla
terraferma sostengono che permetta di risolvere un paradosso noto da tempo:
l’acqua è essenziale per la vita, ma anche distruttiva per i suoi componenti
principali.
Da un asteroide energia e
ingredienti per l'origine della vita
Una simulazione della Terra primordiale colpita da un
asteroide dimostra che composti fondamentali come gli amminoacidi si possono
produrre in miscele di semplici composti inorganici come ferro, nichel, acqua,
oltre ad azoto e anidride carbonica, grazie all'energia sprigionata
dall'impatto (Red.)
29 giugno 2020
La vita ebbe origine da un
ibrido genetico?
di Andy Extance/Scientific American
Un nuovo esperimento che ha cercato di ricreare le condizioni
esistenti nella Terra primordiale, suggerisce che RNA e DNA, le molecole che
contengono l'informazione genetica, potrebbero essersi formati nello stesso
periodo. Il risultato contrasta con l'ipotesi del "mondo a RNA",
secondo cui quest'ultimo sarebbe stato il precursore del DNA, una teoria
diffusa ma che non ha ancora convinto pienamente
09 luglio 2020
I raggi cosmici e la forma della
vita
di Charlie Wood/Quanta Magazine
E' uno dei grandi misteri insoluti della biologia: perché in tutti gli organismi viventi le eliche di DNA e RNA sono avvolte sempre e soltanto verso destra? Secondo due astrofisici, potrebbero essere stati i raggi cosmici, nei primi stadi della storia della vita, ad aver dato un vantaggio evolutivo a questa particolare struttura delle molecole che contengono le informazioni genetiche
Le origini del metabolismo
agli albori della vita
di John Rennie/Quanta Magazine
Le reazioni chimiche che oggi caratterizzano il metabolismo delle cellule sono estremamente complesse. Uno studio ha ora scoperto che le loro versioni ancestrali, assai più semplici, potevano avvenire già nel “brodo primordiale” da cui ha avuto origine la vita, per diventare via via più sofisticate nel corso dell’evoluzione
Anche
Mansy, nonostante l’entusiasmo per questo lavoro, è cauto per quanto riguarda
l’interpretazione. "Il metabolismo – spiega – non riguarda solo la
formazione delle parti costitutive. Piuttosto è una sorta di flusso di energia
che mantiene lo stato di bassa entropia di una cellula". Secondo lui
mancano ancora, tra le altre cose, le prove che una qualche forma di
proto-metabolismo abbia aiutato i precursori delle cellule a sopravvivere
meglio (anche se, in senso stretto, quei precursori non erano davvero vivi).
"Finché non iniziamo a capire come questo tipo di reazioni chimiche possa
dare un vantaggio selettivo a un sistema chimico incapsulato rispetto a un
altro… – commenta – non so dove ci porti tutto questo".
11 ottobre 2019
Una zuppa primordiale
artificiale a sostegno del mondo a RNA
di Davide Castelvecchi/Nature
Un esperimento di laboratorio ha dimostrato una via chimica
che produce le quattro basi dell'acido ribonucleico in condizioni analoghe a
quelle della Terra primordiale, rafforzando l'ipotesi che le prime forme di
vita sul pianeta fossero basate su questa molecola
Un'ipotesi alternativa
sull'origine della vita
di Martina Saporiti
Non sarebbero stati gli oceani il crogiolo delle reazioni
chimiche da cui è sorta la vita, ma i piccoli bacini d'acqua. Una nuova ricerca
rafforza un'ipotesi già avanzata da Darwin
Un nuovo ingrediente fondamentale per la vita
(Science Photo Library
/ AGF)
La composizione dei primi RNA che hanno segnato il
passaggio dalle sostanze chimiche più semplici alle prime forme di vita sulla
Terra potrebbe essere stata leggermente diversa rispetto a quella degli RNA
attuali(red)
L'RNA e l'origine della vita
© Science Photo Library
/ AGF
Creato per la prima volta un ribozima – un filamento
di RNA che funziona come un enzima – capace di autoreplicarsi, poiché è in
grado di fare una copia anche degli RNA ripiegati, e non solo di quelli
lineari. Un punto a favore dell’ipotesi che la vita abbia avuto origine in un
“mondo a RNA"(red)
da Milena Castigli Settembre 8,
2017
Il brodo primordiale che ha
dato origine alla vita sulla Terra non ha avuto necessità di alcuna ‘fiammata’
per formare le prime proteine, ma solo del continuo
ribollire di centinaia di molecole precursori, unite fra loro
grazie a reazioni molto comuni in quelle condizioni ambientali così primitive.
I ricercatori
hanno ricreato in laboratorio il brodo primordiale usando principalmente aminoacidi e idrossiacidi, vale
a dire gli ingredienti a quel tempo più abbondanti.
Gli scienziati hanno
potuto così osservare che contro ogni pronostico gli elementi si sono uniti
come dei mattoncini formando spontaneamente i precursori delle proteine: i
depsipeptidi. La loro evoluzione è stata
poi accelerata ‘asciugandoli’ a 85 gradi e rituffandoli
nel brodo, in modo da simulare il processo ciclico a cui i depsipeptidi
potrebbero essere andati incontro quando le pozze d’acqua sulla Terra si
seccavano e si riempivano nuovamente d’acqua.
Senza alcuna fatica,
sono stati così ottenuti i primi peptidi le
cui catene, unite e ripiegate, vanno a formare le proteine. Lo
studio è stato pubblicato sulla rivista dell’Accademia americana delle scienze
(Pnas). Fonte: Ansa.
Una nuova teoria sull'origine
della vita
Sarebbe stata l'azione congiunta di peptidi e
acido ribonucleico (RNA) a dare il via ai processi da cui ha avuto origine la
vita sulla Terra. A sostenerlo è una nuova teoria che contesta la cosiddetta
ipotesi del mondo a RNA, secondo cui l'acido ribonucleico sarebbe bastato da
solo a innescare la vita. (Red)
L'autoreplicazione e l'origine
della vita
Un nuovo modello spiega in che modo, a partire da molecole
semplici, si possono essere sviluppati polimeri sempre più complessi in grado
di autoreplicarsi. Il modello può colmare le lacune nella spiegazione di come è
sorta la vita dal brodo primordiale in cui si sono formate le prime molecole
organiche
Un passo avanti nella spiegazione dell'origine della
vita
Sofisticate simulazioni al computer dei classici esperimenti di Stanley Miller sulla formazione di composti organici complessi a partire dalle molecole semplici del "brodo primordiale" dell'antichissima Terra hanno mostrato il ruolo centrale dei campi elettrici presenti nell'ambiente. Il risultato rafforza indirettamente la teoria del "mondo a RNA" e ha interessanti implicazioni per le ricerche di forme di vita extraterrestre(red)
Particolarmente significativa è la spiegazione della
formazione di formammide, in quanto è stato recentemente dimostrato che questa
molecola, sottoposta a irradiazione UV, permette la formazione di guanina. La
guanina era l'unica delle quattro basi nucleotidiche che non si era riusciti a
produrre solo fornendo calore al "brodo primordiale", tanto che gli
studiosi dell'origine della vita avevano soprannominato la guanina "la G
mancante".
22 marzo 2011
Una "zuppa primordiale" ancora più ricca
Gli amminoacidi prodotti nello storico esperimento di
Miller sono risultati simili, sia per struttura che per rapporti, a quelli
trovati nei meteoriti
Jeffrey Bada, ha ritrovato i campioni dei
risultati degli esperimenti di Miller del 1958, e li ha sottoposti a nuove
analisi, un prima volta nel 2008, già rilevando una maggiore quantità di
amminoacidi di quella identificata originariamente da Miller, e quindi di
recente, ottenendo risultati che indicano che la varietà di composti organici
presenti in quel lontano passato della Terra era molto maggiore di quanto finora
ritenuto e ha anche scoperto che gli amminoacidi prodotti nell'esperimento di
Miller con l'idrogeno solforato sono simili, sia per struttura che per
rapporti, a quelli trovati nei meteoriti, un risultato che conforta l'ipotesi
che i processi come quelli di questi esperimenti siano ampiamente diffusi
nell'universo.
L'atmosfera primordiale era riducente?
Esperimenti con le condriti suggeriscono che
l'atmosfera della Terra primitiva era priva di ossigeno e ricca di metano e
ammoniaca
Usando meteoriti primitive (condriti) come modello, un
gruppo di geofisici e scienziati planetari della Washington
University di
St. Louis ha effettuato calcoli sul degasamento e ha dimostrato che l'atmosfera
primordiale della Terra era riducente, piena zeppa di metano, ammoniaca,
idrogeno e vapore acqueo.
12 gennaio 2004
La vita nacque da un minerale?
Alcuni dei processi iniziali che hanno contribuito a
formare la vita sulla Terra sarebbero dovuti a un minerale contenente borace
La vita che fiorisce sul fondo
degli oceani
di Cindy Lee Van Dove/Nature
L'importanza della chemiosintesi microbica nei pressi delle sorgenti termali ci spinge anche a ripensare le nostre idee sulle condizioni estreme a cui può adattarsi la vita, sull'origine della vita su questo pianeta e anche sul potenziale della vita altrove nell'universo.
Una teoria contro il "brodo primordiale"
Le limitazioni termodinamiche implicano che la
chemiosmosi sia strettamente necessaria per il metabolismo del carbonio e
dell'energia in tutti gli organismi che crescono a partire da semplici composti
chimici e presumibilmente lo è stata anche nelle prime cellule in grado di vita
autonoma. I libri
di testo recitano che la vita si è originata dal brodo primordiale in cui le
prime cellule si formarono fermentando le sostanze organiche ivi presenti per
generare energia in forma di ATP; noi forniamo una teoria alternativa, secondo
cui la vita si è originata da gas, H2, CO2, N2, e H2S, e che l'energia per le prime forme di vita derivò
dallo sfruttamento dei gradienti geochimici presenti nel fondo oceanico nelle
sorgenti idrotermali, probabilmente interconnessi da una miriade di
compartimenti o pori”.
Vita dalle rocce
I primi esseri viventi si formarono a partire dalle
uniche materie prime disponibili: aria, acqua e roccia.
Una serie di
affascinanti esperimenti sta rivelando che i minerali svolgono una parte
cruciale nelle reazioni chimiche basilari da cui deve avere avuto origine la
vita.
La mano sinistra della vita
La preferenza della vita per le molecole sinistrorse
potrebbe essere il risultato della loro stessa autopromozione
In uno studio pubblicato sulla rivista «Nature», i
ricercatori descrivono un loro esperimento in cui hanno usato dei peptidi,
delle catene formate da pochi amminoacidi, per capire perché la vita sia
dominata dall'omochiralità. I peptidi utilizzati negli esperimenti si potevano
combinare dando luogo a quattro prodotti diversi, due omochirali, composti solo
di amminoacidi sinistrorsi o destrorsi, e due eterochirali, composti da peptidi
di orientamento diverso.
Dopo aver mischiato i loro peptidi, i
ricercatori hanno ottenuto quasi sempre prodotti omochirali e hanno osservato
che ciò avviene perché le molecole omochirali, una volta prodotte, tendono a
stimolare la produzione di quelle a loro simili, un comportamento che non si
osserva nelle molecole eterochirali.
Giganti portatori di vita
Solo sistemi solari come il nostro, dove si trovano pianeti giganti,
possono ospitare la vita
Secondo i risultati di un recente studio, la ricerca
della vita su altri mondi dovrebbe concentrarsi sui sistemi solari simili al
nostro, dotati di pianeti giganti. Sembra infatti che sia stato proprio Giove a
«spedire» sulla Terra l'acqua necessaria a una vita basata sul carbonio.
