giovedì 30 giugno 2022

BRODO PRIMORDIALE: Recenti pubblicazioni

 

Post n.3 recenti pubblicazioni


ORIGINE DELLA VITA
RECENTI PUBBLICAZIONI

 All’inizio degli anni 80 Mario Ageno in lezioni di Biofisica, dopo aver preso in esame il pensiero di Oparin e di Haldane e le idee di Sidney Fox, Harada, Herrera a Calvin, scrive: «Quanto abbiamo detto fin qui delle cosiddette «teorie» dell’origine della vita, proposte nel corso degli ultimi cinquant’anni e in parte ancora dotate presso taluni di un certo credito, è sufficiente per dimostrare la inutilità di questa gara a chi è più intelligente e più brillante nella caccia alle idee. E chiaro che si tratta di idee sempre palesemente inadeguate di fronte alla complessità del problema, anche se qualche volta possono contribuire a illuminarne un po’ qualche aspetto molto particolare. Per acquisire dei risultati sostanziali e durevoli, bisogna mettersi per una strada diversa: quella della raccolta paziente degli indizi, delle testimonianze ancora presenti nell’odierno mondo della vita, di una loro elaborazione critica in ipotesi coerenti e di un continuo confronto di queste ipotesi con I ‘esperimento».

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.

 09 giugno 2020

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

 04 novembre 2020

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

 06 giugno 2019

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

 05 dicembre 2018

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)

 18 maggio 2018

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)

 Nuova ipotesi sulla composizione del brodo primordiale all’origine della vita

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.

 03 novembre 2017

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)

 28 luglio 2015

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

 9 settembre 2014

Un passo avanti nella spiegazione dell'origine della vita

  


                                                 © Robert Postma/First Light/Corbis

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.

 14 settembre 2005

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

 09 marzo 2019

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.

 03 febbraio 2010

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”.

 01 aprile 2001

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.

 20 febbraio 2001

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.

 01 febbraio 2001

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.

 

 Prossimo articolo: La vita oltre la Terra. ( fine Ottobre-Novembre)


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