PAH dünya hipotezi - PAH world hypothesis

PAH dünya hipotezi spekülatif olduğunu hipotez olduğunu önermektedir polisiklik aromatik hidrokarbonlar bilinen (PAH), bol miktarda olması evrenin , kuyruklu yıldızlar da dahil olmak üzere ve bol miktarda olduğu varsayılır ilkel çorba erken Dünya'da , önemli bir rol oynamıştır RNA moleküllerinin sentezine aracılık ederek yaşamın kökeni , RNA dünyasına yol açar . Bununla birlikte, henüz hipotez test edilmemiştir.

Bir PAH yığını montajı

Arka fon

Miller-Urey deneyi organik bileşikler, erken varsayılan koşullar altında üretilebilir olduğunu gösterdi Dünya

Miller-Urey deneyi 1952, ve diğerleri sentezi göstermiştir, çünkü organik bileşikler gibi, amino asitler, , formaldehit ve şekerler orijinal, inorganik araştırmacılar olmuştur mevcut olması kabul ön ilkel çorba artık (ancak dikkate muhtemelen). Bu deney birçok kişiye ilham verdi. 1961 yılında, Joan oro tespit nükleotid baz adenin yapılmış olabilir , hidrojen siyanür (HCN) ve amonyak , bir su çözeltisi içinde. Daha sonra yapılan deneyler, diğer RNA ve DNA nükleobazlarının , indirgeyici bir atmosferle simüle edilmiş prebiyotik kimya yoluyla elde edilebileceğini gösterdi .

RNA dünya hipotezi RNA kendi haline nasıl gösterir katalizör (a ribozim ). Arada , ilk RNA moleküllerinin nasıl oluşturulabileceği gibi bazı eksik adımlar var . PAH dünya hipotezi, bu eksik adımı doldurmaya çalışmak için Mayıs 2004'te Simon Nicholas Platts tarafından önerildi. Ehrenfreund ve diğerleri tarafından daha ayrıntılı bir fikir yayınlanmıştır .

Polisiklik aromatik hidrokarbonlar

Kedi Pençesi Bulutsusu içinde yatan Samanyolu Galaxy ve bulunan takımyıldızı Akrep .
Yeşil alanlar, sıcak yıldızlardan gelen radyasyonun büyük moleküller ve " polisiklik aromatik hidrokarbonlar " (PAH'ler) olarak adlandırılan küçük toz tanecikleri ile çarpışarak floresan ışığına neden olduğu bölgeleri göstermektedir .
( Spitzer uzay teleskobu , 2018)

Polisiklik aromatik hidrokarbonlar, görünür evrende bilinen çok atomlu moleküllerin en yaygın ve bol olanlarıdır ve ilkel denizin muhtemel bir bileşeni olarak kabul edilirler . PAH'lar, fullerenler (veya " buckyballs ") ile birlikte yakın zamanda nebulalarda tespit edilmiştir. Nisan 2019 yılında, bilim adamları, çalışma Hubble Uzay Teleskop , çok miktarda ve karmaşık iyonize moleküller konfirme algılama rapor Bukminsterfuleren (Cı- 60 olarak) yıldızlararası ortam boşluklar arasında yıldızlı . ( Fullerenler ayrıca yaşamın kökeninde de rol oynar; astronom Letizia Stanghellini'ye göre, "Uzaydan gelen buckyball'ların Dünya'daki yaşam için tohumlar sağlaması mümkündür.") Eylül 2012'de NASA bilim adamları , PAH'ların yıldızlararası ortama (ISM) maruz kaldığını bildirdiler. ) koşulları, hidrojenasyon , oksijenasyon ve hidroksilasyon yoluyla daha karmaşık organiklere dönüştürülür - " sırasıyla proteinlerin ve DNA'nın ham maddeleri olan amino asitlere ve nükleotidlere giden yolda bir adım ". Ayrıca, bu dönüşümlerin bir sonucu olarak, PAH'lar spektroskopik imzalarını kaybederler, bu da " yıldızlararası buz tanelerinde , özellikle soğuk, yoğun bulutların dış bölgelerinde veya protoplaneter disklerin üst moleküler katmanlarında PAH tespitinin olmamasının" nedenlerinden biri olabilir .

6 Haziran 2013 tarihinde, bilim adamları , IAA-CSIC saptanmasını rapor polisiklik aromatik hidrokarbon içinde , üst atmosfer arasında Titan , büyük ay arasında gezegen Satürn .

Ekim 2018'de araştırmacılar, basit organik bileşiklerden karmaşık PAH'lara kadar düşük sıcaklıkta kimyasal yollar bildirdiler . Böyle kimyasal yollar düşük sıcaklıklı bir atmosferde PAH varlığını açıklamaya yardımcı olabilir Satürn 'ın ay Titan ve bildiğimiz gibi hayata ilişkin biochemicals için öncülerini üretiminde, PAH, dünya hipotezi açısından önemli yollar olabilir.

Ek olarak, PAH'lar normalde deniz suyunda çok çözünür değildir, ancak güneş UV ışığı gibi iyonlaştırıcı radyasyona maruz kaldıklarında , dış hidrojen atomları sıyrılabilir ve bir hidroksil grubu ile değiştirilebilir , bu da PAH'ları suda çok daha çözünür hale getirir.

Bu modifiye PAH olan amfifilik her ikisi de parçalara sahip olduğu, bu araçların, hidrofilik ve hidrofobik . Çözelti içindeyken , lipitler gibi hidrofobik kısımları korunarak organize olma eğiliminde olan diskotik mezojenik ( sıvı kristal ) yığınlarda toplanırlar .

21 Şubat 2014'te NASA , evrendeki polisiklik aromatik hidrokarbonları (PAH'ler) izlemek için büyük ölçüde güncellenmiş bir veritabanı duyurdu . Evrendeki karbonun %20'sinden fazlası , yaşamın oluşumu için olası başlangıç ​​malzemeleri olan PAH'larla ilişkili olabilir . PAH'lar Büyük Patlama'dan birkaç milyar yıl sonra oluşmuş gibi görünüyor , evrende bol miktarda bulunuyor ve yeni yıldızlar ve ötegezegenlerle ilişkili .

Nükleobazların PAH iskelesine bağlanması

Kendinden sipariş veren PAH yığınında, bitişik halkalar arasındaki mesafe 0.34 nm'dir. Bu bitişik arasında bulunan aynı ayırma olan nükleotid arasında RNA ve DNA . Daha küçük moleküller doğal olarak kendilerini PAH halkalarına bağlarlar. Bununla birlikte, PAH halkaları, oluşurken birbiri üzerinde dönme eğilimindedir ve bu, yukarıdaki ve alttakilere bağlı olanlarla çarpışan bağlı bileşikleri yerinden çıkarma eğiliminde olacaktır. Bu nedenle, RNA ve DNA'nın temel bileşenleri (ve bilgi taşıyıcıları) olan pirimidin ve pürin nükleobazları gibi düz moleküllerin tercihli bağlanmasını teşvik eder . Bu bazlar benzer şekilde amfifiliktir ve bu nedenle benzer yığınlarda sıralanma eğilimindedir.

Oligomerik omurganın bağlanması

Hipoteze göre, nükleobazlar PAH iskelesine ( hidrojen bağları yoluyla ) bir kez bağlandıklarında , bazlar arası mesafe , aynı zamanda, küçük formaldehit ( metanal ) oligomerler gibi belirli bir boyuttaki "bağlayıcı" moleküller için seçilecektir . esnek bir yapısal omurga eklemek için ( kovalent bağlar yoluyla ) nükleobazlara ve birbirlerine bağlanacak olan prebiyotik "çorba" .

RNA benzeri ipliklerin ayrılması

Örneğin kükürt dioksit veya karbon dioksit gibi asidik gazların volkanik deşarjının bir sonucu olarak ortam pH'ında müteakip geçici bir düşüş (asitlikte artış), bazların PAH yapı iskelelerinden kopmasına ve RNA benzeri oluşturmasına izin verecektir. moleküller ("modern" RNA tarafından kullanılan riboz-fosfat omurgası yerine formaldehit omurgasıyla, ancak aynı 0.34 nm aralıkla).

Ribozim benzeri yapıların oluşumu

Hipotez ayrıca, uzun RNA benzeri tek iplikler PAH yığınlarından ayrıldığında ve ortam pH seviyeleri daha az asidik hale geldikten sonra, tercihen birbirini arayan ve hidrojen oluşturan tamamlayıcı nükleobaz dizileriyle kendi üzerlerine katlanma eğiliminde olacaklarını tahmin eder. bağları oluşturma, kararlı, en azından kısmen, RNA-benzeri yapılar, içindeki çift sarmallı ribozimler . Formaldehit oligomerleri, sonunda, omurga malzemesi için daha kararlı riboz-fosfat molekülleri ile değiştirilecek ve bu, o noktadan sonraki evrimsel gelişmeler hakkında spekülasyon yapan RNA dünyası hipotezi için bir başlangıç ​​kilometre taşı ile sonuçlanacaktı .

Ayrıca bakınız

Referanslar

Dış bağlantılar