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生物学家描述了细菌和古细菌之间的古老分歧。

来源:安全实验室新闻频道

生命在地球上只出现过一次。但自由生活的细胞可能会出现两次

生物学家描述了细菌和古细菌之间的古老分歧。

第一批细菌和古细菌可以学会彼此独立生活。科学家们在分析了 420 个细胞产生氨基酸、RNA 碱基、维生素和其他必需物质的化学反应后得出了这一结论。细菌和古细菌最后的共同祖先可能只拥有这个网络的一半的酶。环境中的金属加速了其余的反应。

这项研究涵盖了大约四十亿年前的时期,当时早期细胞仍然依赖于热液喷口。热水穿过地壳,与岩石相互作用,带来氢、二氧化碳、氨、磷化合物和金属。在这样的环境中,简单物质聚集并发生反应。

新陈代谢是化学转化的网络,为细胞提供能量并产生其所需的物质。现代生物体在酶(即蛋白质催化剂)的帮助下进行大部分这些反应。如果没有它们,许多过程将进行得太慢而无法维持生命。

科学家研究了早期新陈代谢的整个核心网络,而不是单个反应。它包括 420 个转化,从分子氢、氨和二氧化碳开始。结果,形成了蛋白质的氨基酸、RNA碱基和酶发挥作用所必需的维生素。这些反应本身在细菌和古细菌中几乎是相同的,并且在整个细胞生命的历史中一直保留着。

然而,加速这些反应的蛋白质在两组之间通常有很大不同。酶的基因组和空间结构的比较表明,细菌和古细菌经常使用不同的蛋白质进行相同的化学转化。这意味着最后一个普遍共同祖先(LUCA)只拥有自己的酶,用于代谢网络的一部分。