 |
| Ini adalah konsep seorang artis atas kelebihan kiri asam aspartat dibuat dalam asteroid dan dikirimkan ke Bumi melalui dampak meteorit. Garis di bagian bawah adalah kromatogram yang menunjukkan bahwa kiri asam aspartat (puncak tinggi di tengah, dengan diagram dari kiri molekul asam aspartat di atas) adalah empat kali lebih berlimpah dalam sampel meteorit dari kanan asam aspartat (puncak yang lebih kecil ke kiri, dengan tangan kanan molekul asam aspartat di atas). (Kredit: NASA / Hrybyk-Keith, Mary P.) |
ScienceDaily (25 Juli 2012) - Para peneliti menganalisis fragmen meteorit yang jatuh di sebuah danau beku di Kanada telah mengembangkan penjelasan bagi asal usul kehidupan wenangan - mengapa makhluk hidup hanya menggunakan molekul dengan orientasi tertentu. Pekerjaan juga memberi bukti terkuat hingga saat ini bahwa air cair di dalam asteroid menyebabkan preferensi yang kuat dari kidal lebih kidal bentuk beberapa asam amino dalam protein umum meteorit. Hasilnya membuat pencarian kehidupan di luar bumi lebih menantang.
"Analisis kami dari asam amino pada fragmen meteorit dari Tagish Danau memberi kami satu penjelasan yang mungkin mengapa semua kehidupan yang dikenal hanya menggunakan tangan kiri versi asam amino untuk membangun protein," kata Dr Daniel Glavin dari NASA Goddard Space Flight Center di Greenbelt , Md Glavin adalah penulis utama makalah penelitian ini akan diterbitkan dalam jurnal Meteoritics dan Planetary Science.
Pada bulan Januari, 2000, Meteoroid besar meledak di atmosfer lebih utara British Columbia, Kanada, dan hujan fragmen di seluruh permukaan beku Danau Tagish. Karena banyak orang menyaksikan bola api, potongan dikumpulkan dalam beberapa hari dan terus diawetkan dalam keadaan beku mereka. Hal ini memastikan bahwa ada kontaminasi sangat sedikit dari kehidupan di darat. "Para Tagish Danau meteorit terus mengungkapkan rahasia tentang Tata Surya dini semakin kita menyelidikinya," kata Dr Christopher Herd dari University of Alberta, Edmonton, Kanada, co-penulis di atas kertas yang memberikan sampel dari Tagish Danau meteorit untuk tim untuk menganalisis. "Studi terbaru ini memberi kita sekilas ke dalam peran bahwa air meresap melalui asteroid harus telah memainkan dalam membuat kidal asam amino yang sangat karakteristik dari semua kehidupan di Bumi."
Protein adalah molekul pekerja keras yang hidup, yang digunakan dalam segala hal dari struktur seperti rambut untuk enzim, katalis yang mempercepat atau mengatur reaksi kimia. Sama seperti 26 huruf abjad tersebut diatur dalam kombinasi tak terbatas untuk membuat kata-kata, jiwa menggunakan 20 asam amino yang berbeda dalam berbagai macam pengaturan untuk membangun jutaan protein yang berbeda. Molekul asam amino dapat dibangun dengan dua cara yang bayangan cermin satu sama lain, seperti tangan Anda. Meskipun hidup berdasarkan kidal asam amino mungkin akan bekerja dengan baik, mereka tidak dapat dicampur. "Protein sintetis dibuat dengan menggunakan campuran asam amino kiri dan tangan kanan tidak berfungsi," kata Dr Jason Dworkin dari NASA Goddard, co-penulis studi dan kepala Goddard Astrobiology Analytical Laboratorium, di mana analisis dilakukan.
Karena hidup tidak dapat berfungsi dengan campuran asam amino kiri dan tangan kanan, peneliti ingin mengetahui bagaimana hidup - setidaknya, hidup di Bumi - mendapat mengatur dengan tangan-kiri yang. "Para wenangan diamati pada molekul biologis - kidal asam amino dan tangan kanan gula - adalah properti penting untuk proses pengakuan molekul dan dianggap menjadi prasyarat untuk kehidupan," kata Dworkin. Semua metode biasa sintetis menciptakan asam amino menghasilkan campuran yang sama dari asam amino kiri dan tangan kanan. Oleh karena itu, bagaimana produksi hampir eksklusif satu tangan molekul seperti itu muncul dari apa yang mungkin campuran sama molekul kiri dan kanan dalam dunia prebiotik telah menjadi bidang penelitian intensif.
Tanah bekerjasama sampel meteorit Danau Tagish, dicampur ke dalam larutan air panas, kemudian dipisahkan dan mengidentifikasi molekul di dalamnya menggunakan spektrometer massa kromatografi cair. "Kami menemukan bahwa sampel memiliki sekitar empat kali lebih banyak kidal versi asam aspartat sebagai sisi berlawanan," kata Glavin. Asam aspartat adalah asam amino yang digunakan dalam setiap enzim dalam tubuh manusia. Hal ini juga digunakan untuk membuat gula Aspartam pengganti. "Menariknya, sampel meteorit yang sama menunjukkan hanya sedikit kiri kelebihan (tidak lebih dari delapan persen) untuk alanin, asam amino lain yang digunakan oleh kehidupan."
"Awalnya, ini tidak masuk akal, karena jika asam amino berasal dari kontaminasi oleh kehidupan di darat, baik asam amino harus memiliki besar kidal ekses, karena keduanya adalah umum dalam biologi," kata Glavin. "Namun, kelebihan kiri besar di satu dan tidak yang lainnya, mengatakan bahwa mereka tidak diciptakan oleh kehidupan melainkan dibuat di dalam asteroid Danau Tagish." Tim ini menegaskan bahwa asam amino mungkin dibuat dalam ruang menggunakan analisis isotop.
Isotop adalah versi dari sebuah elemen dengan massa yang berbeda, misalnya, karbon 13 adalah berbagai berat, dan kurang umum, dari karbon. Sejak kimia kehidupan lebih memilih isotop yang lebih ringan, asam amino diperkaya dengan karbon lebih berat 13 kemungkinan besar dibuat dalam ruang.
"Kami menemukan bahwa asam aspartat dan alanin dalam sampel kami Tagish Danau yang sangat diperkaya dengan karbon 13, menunjukkan mereka mungkin dibuat oleh non-proses biologis di asteroid induk," kata Dr Jamie Elsila dari NASA Goddard, seorang penulis di atas kertas yang melakukan analisis isotop. Ini adalah pertama kalinya bahwa karbon pengukuran isotop telah dilaporkan untuk asam amino di Danau Tagish. Karbon 13 pengayaan, dikombinasikan dengan kelebihan kiri besar dalam asam aspartat tetapi tidak dalam alanin, memberikan bukti yang sangat kuat bahwa beberapa kidal asam amino proteinogenic - yang digunakan oleh kehidupan untuk membuat protein - bisa menghasilkan lebih dalam asteroid, menurut tim.
Beberapa berpendapat bahwa kidal ekses asam amino pada meteorit terbentuk oleh paparan radiasi terpolarisasi dalam nebula surya - awan gas dan debu dari mana asteroid, dan akhirnya tata surya, terbentuk. Namun, dalam kasus ini, kiri ekses asam aspartat adalah begitu besar sehingga mereka tidak dapat dijelaskan oleh radiasi terpolarisasi saja. Tim percaya bahwa proses lain yang diperlukan.
Selain itu, kelebihan kiri besar dalam asam aspartat tapi tidak di alanin memberi tim petunjuk penting tentang bagaimana asam amino ini bisa saja dibuat di dalam asteroid, dan karena itu bagaimana kelebihan kiri besar bisa muncul sebelum kehidupan berasal di Bumi.
"Satu hal yang melompat keluar pada saya adalah bahwa asam aspartat dan alanin dapat mengkristal berbeda ketika Anda memiliki campuran dari kedua molekul kidal dan tangan kanan," kata Dr Harun Burton, Program NASA Fellow Postdoctoral di NASA Goddard dan rekan penulis studi tersebut. "Ini mendorong kami untuk menemukan beberapa penelitian di mana peneliti telah mengeksploitasi perilaku kristalisasi molekul seperti asam aspartat untuk mendapatkan ekses kidal atau tangan kanan. Karena alanin bentuk berbagai jenis kristal, proses-proses yang sama akan menghasilkan jumlah yang sama dari kiri dan tangan kanan alanin Kita perlu. untuk melakukan lebih banyak percobaan, tapi penjelasan ini memiliki potensi untuk menjelaskan apa yang kita lihat di Tagish Danau meteorit dan meteorit lainnya. "
Tim percaya sebuah awal kecil kiri kelebihan bisa mendapatkan diperkuat oleh kristalisasi dan pelarutan dari larutan jenuh dengan air cair. Beberapa asam amino, seperti asam aspartat, memiliki bentuk yang memungkinkan mereka cocok bersama dalam kristal murni - salah satu terdiri dari hanya molekul kidal atau tangan kanan. Untuk asam-asam amino, kelebihan kiri atau kanan kecil awal bisa menjadi sangat diperkuat dengan mengorbankan kebalikan tangan kristal, mirip dengan cara bola salju besar mengumpulkan lebih banyak salju dan membesar lebih cepat ketika rolled menurun dari kecil satu. Asam amino lainnya, seperti alanin, memiliki bentuk yang lebih memilih untuk bergabung bersama dengan gambar cermin mereka untuk membuat kristal, sehingga kristal ini terdiri dari jumlah yang sama molekul kiri dan tangan kanan. Seperti ini "hybrid" kristal tumbuh, selisih lebih awal kecil akan cenderung untuk dicuci keluar untuk asam amino. Suatu persyaratan untuk kedua proses ini adalah cara untuk mengkonversi kidal ke kanan tangan molekul, dan sebaliknya, sementara mereka terlarut dalam larutan.
Proses ini hanya menguatkan kelebihan kecil yang sudah ada. Mungkin awal kecil kiri kelebihan diciptakan oleh kondisi dalam nebula surya. Sebagai contoh, ultraviolet cahaya terpolarisasi atau jenis lain dari radiasi dari bintang di dekatnya mungkin mendukung penciptaan kidal asam amino atau penghancuran tangan kanan yang, menurut tim. Ini kelebihan kiri awal kemudian bisa mendapatkan diperkuat di asteroid dengan proses seperti kristalisasi. Dampak dari asteroid dan meteorit bisa memberikan bahan ini ke Bumi, dan kidal asam amino mungkin telah dimasukkan ke dalam kehidupan muncul karena kelimpahan mereka lebih besar, menurut tim. Juga, pengkayaan serupa kidal asam amino dengan kristalisasi dapat terjadi di Bumi dalam sedimen kuno yang memiliki air yang mengalir melalui mereka, seperti bagian bawah sungai, danau, atau laut, menurut tim.
Hasilnya mempersulit pencarian kehidupan di luar bumi - seperti kehidupan mikroba diduga tinggal di bawah permukaan Mars, misalnya. "Sejak muncul proses non-biologis dapat membuat kelebihan kiri dalam beberapa jenis asam amino, kita tidak dapat menggunakan kelebihan seperti sebuah saja sebagai bukti aktivitas biologis," kata Glavin.
Penelitian ini didanai oleh Institut Astrobiologi, Pusat Goddard untuk Astrobiology, Program Cosmochemistry NASA, dan Ilmu Pengetahuan Alam dan Engineering Research Council of Kanada. (Google Translate)