巧合？所有生命都是由同样的20种氨基酸组成！原因终于揭晓

互推小编 2023-11-20

这真的是巧合吗？地球上所有的生命都是由同样的20种氨基酸组成的！难道创造生命之源的存在只有这些吗？不，科学家们现在认为他们知道原因了！

地球上的生命是如何首次出现的，这个问题自古以来就是人类一直在问自己的一个问题。虽然科学家对它发生的时间有了大致的了解，但对于它为什么会发生还没有明确的答案。大约40亿年前，构成生命的化学物质氨基酸到底是如何聚集在一起形成第一个蛋白质分子的？

虽然这个问题仍然没有答案，但科学家们正在进行新的发现，可能有助于缩小这个范围。例如，佐治亚理工学院化学进化中心(CCT)的一组研究人员最近进行的一项研究表明，这种蛋白质分子的一些最早的前身可能是自发地连接起来形成一条链的。

地球的冥宙(约40亿年前)对我们来说是一个谜，因为那个时候的地质证据很稀少。澳大利亚国立大学的研究人员计划利用微小的锆石颗粒来更好地了解早期地球。

几十年来，科学家们一直在研究第一批氨基酸是如何聚集在一起形成蛋白质分子的。不幸的是，到目前为止，所有验证这些理论的尝试都失败了。正如莱曼博士所说，“化学是如何导致复杂生命的，这是人类思考过的最有趣的问题之一。有很多关于蛋白质起源的理论，但没有多少实验实验室支持这些观点。”

在他们的研究中，研究小组进行了一项实验，将少量的氨基酸(赖氨酸、精氨酸和组氨酸)与三种非生物竞争对手氨基酸放在一起。然后，这些酸被置于类似于被认为存在于冥宙的环境中。

这包括将选定的氨基酸放入含有羟基酸的水中，已知羟基酸能促进氨基酸反应，而这些反应在生命起源前的地球上很常见。然后将混合物加热到85°C(185°F)，并加快了反应过程，导致水蒸发，然后研究了由此产生的化学反应。

令他们惊讶的是，生物氨基酸竟然自发地形成整齐的片段，通过胺基团连接在一起。这些基团是由氮和氢组成的，反应性很强。然而，它们也是氨基酸核心的一部分，而形成从核心延伸出来的侧链的其他胺(本实验中使用的)通常反应性更强。正如弗兰克-品特博士所说:“令我们惊讶的是，这种化学反应有利于蛋白质中发现的胺连接，尽管化学原理可能使我们相信非蛋白连接会受到青睐。与非蛋白相比，对蛋白质样连接的比例大约是七比一。”

另一个令人惊讶的事实是，生物氨基酸在反应活性方面击败了非生物氨基酸。后一种酸在今天的蛋白质中还没有发现，它具有和生物酸一样发生化学反应的潜力。更重要的是，研究小组预计这些酸的加入将使生物酸与之竞争，甚至可能导致新的蛋白质的产生。

然而，这些反应主要导致肽的形成，更接近今天的实际蛋白质。特别是，研究人员认为，非生物氨基酸将超过生物氨基酸赖氨酸，赖氨酸将不能可靠地形成链。但是在这两种情况下，研究人员都错了，相反，他们发现赖氨酸主要以一种类似于今天蛋白质的方式进入链中。据此，研究小组假设，在生命找到制造蛋白质的方法之前，在生命系统中有用的预制氨基酸链就已经进化出来了。

他们的实验表明生物氨基酸比非生物氨基酸更受大众的接受，这一事实也为我们提供了一个新的视角，揭示了为什么只有20种氨基酸进入了生命的形成的原因。科学家们认为，在冥古宙时期，也就是在生命起源前的地球上存在着500多种自然产生的酸，氨基酸的数量要多得多。而这20种氨基酸有什么特别之处吗？或者它们只是在进化的某个时刻被冻结了？简而言之，实验表明，蛋白质中使用的氨基酸更有可能结合在一起，因为它们反应更有效，几乎没有低效的副作用。