Organic matter in extraterrestrial water-bearing salt crystals

[BjarneModerator Super Nova]

Organic matter in extraterrestrial water-bearing salt crystals

Science Advances  10 Jan 2018:

Abstract
Direct evidence of complex prebiotic chemistry from a water-rich world in the outer solar system is provided by the 4.5-billion-year-old halite crystals hosted in the Zag and Monahans (1998) meteorites. This study offers the first comprehensive organic analysis of the soluble and insoluble organic compounds found in the millimeter-sized halite crystals containing brine inclusions and sheds light on the nature and activity of aqueous fluids on a primitive parent body. Associated with these trapped brines are organic compounds exhibiting wide chemical variations representing organic precursors, intermediates, and reaction products that make up life’s precursor molecules such as amino acids. The organic compounds also contain a mixture of C-, O-, and N-bearing macromolecular carbon materials exhibiting a wide range of structural order, as well as aromatic, ketone, imine, and/or imidazole compounds. The enrichment in 15N is comparable to the organic matter in pristine Renazzo-type carbonaceous chondrites, which reflects the sources of interstellar 15N, such as ammonia and amino acids. The amino acid content of the Zag halite deviates from the meteorite matrix, supporting an exogenic origin of the halite, and therefore, the Zag meteorite contains organics synthesized on two distinct parent bodies. Our study suggests that the asteroidal parent body where the halite precipitated, potentially asteroid 1 Ceres, shows evidence for a complex combination of biologically and prebiologically relevant molecules.

Disse meteoritter ser ud til at stamme fra Ceres. Aminosyrer er byggesten i proteiner, som i liv på Jorden produceres under kontrol af gener, som er specielle stykker DNA, hvor nukleinsyrernes rækkefølge entydigt bestemmer proteinets rumlige struktur. Man har tidligere fundet aminosyrer i meteoritter. Det virkeligt vanskelige er at få produceret nukleinsyrer, som indgår i RNA og DNA molekylerne.

[nightskyDeltager Neutron star]

Se mere her, hvor jeg bla. skriver om et lille stykke af Zag meteoritten i DK

https://www.astronet.dk/forum/viewtopic.php?f=18&t=206

 

 

[BjarneModerator Super Nova]

Det har været muligt at producere aminosyrer i laboratoriet lige siden begyndelsen af 1950’erne. Proteiner, der optræder som enzymer i levende organismers stofskifte, er opbygget af aminosyrer; men et proteins funktion som enzym er helt bestemt af proteinets foldning i rummet. Et stort protein kan foldes på enormt mange måder, så dannelsen af et specifikt enzym ved et tilfælde er enormt usandsynligt. Fysikerne siger, at entropien af de biologisk aktive proteiner i en levende organisme har en meget lille entropi. Information defineres som negativ entropi. En fungerende levende organisme har altså en meget høj informationstæthed.

Også siden begyndelsen af 1950’erne har det været kendt, at proteinerne i en levende celle på Jorden er kodet ved rækkefølgen af nukleinsyrer i DNA. Man kalder en dobbeltstreng af DNA, som koder et protein, for et gen. Selv den mindste organisme indeholder mange tusinde gener. DNA er derfor i stand til at rumme en enorm information på et lille område. Det er derfor muligt at lagre informationen fra bøgerne i et stort bibliotek i en lille masse DNA. Det kan lagres over flere millioner år, hvis det nedkøles og det ikke udsættes for kosmiske stråler. Kosmiske stråler er gift for DNA.

Darwins udviklingslære forklares ved, at cellerne deler sig på en sådan måde, at stofskiftet stadig fungerer efter celledelingen. Dette kræver, at reproduktionen af de mange tusinde gener stadig producerer enzymer, som udgør cellens stofskifte. Delingen må ikke medføre, at cellen dør, fordi stofskiftet ikke længere fungerer.

Jeg er ikke biolog, så jeg har levet lykkeligt uvidende om, at der her er et stort problem. Freeman Dysons (jo, det er den Dyson) bog om livets oprindelse fortæller mig, at en høj grad af fejlkorrektion er nødvendig, hvis den resulterende celles stofskifte overhovedet skal kunne fungere. En RNA tråd kan spontant kopiere sig selv, men fejlraten er omtrent 1%. Dette er alt for høj til at mere end et enzym kan kopieres. Den høje fejlkorrektion kræver mellem 100 og 200 specielle enzymer, som også skal kodes af det samme antal gener i DNA. Man har her den molekylære version af hønen og æget. Hvilket kom først? Dette viser, at livets oprindelse ikke er nogen simpel sag.

 

[BjarneModerator Super Nova]

Der synes at være to muligheder: (1) Det hele startede med RNA, som på en eller anden måde “fandt ud af” at kode nogle få enzymer, som kunne udføre fejlkorrektion for reproduktionen. På samme tid må der udvikles kodning af nogle proteiner, som kan udgøre stofskiftet i en celle. (2) Livet startede helt uden nukleinsyrer og RNA/DNA. Udgangspunktet var nogle stofskifteprocesser blandt enzymer i en celle. Funktionsdygtigheden behøver ikke af være 100% efter en celledeling for, at der kan finde en udvikling sted. DNA kan komme til senere som en parasit, der forøger cellens overlevelsesevne.

Begge forestillinger er meget vage og uden eksperimentel basis. Alt liv på Jorden blev hurtigt baseret på DNA og kodning af enzymer. Men dette kan være en simpel følge af, at DNA-metoden er så effektiv. Denne livsform har udkonkurreret eventuelle tidligere former.

Det er derfor ret vigtigt, at vi ikke spreder DNA ud over det hele på andre planeter. Det er en mulighed, at der findes livsformer uden DNA. Den høje grad af fejlkorrektion i al DNA-reproduktion er et stort problem for forståelsen af livets oprindelse.

 

[Forfatter]

Indlæg