Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
Sign in to follow this  
KopalniaWiedzy.pl

Pozaziemskie "cegiełki" DNA w meteorytach

Recommended Posts

W ramach finansowanych przez NASA badań dowiedziono, że część elementów potrzebnych do budowy DNA może pochodzić z kosmosu. "Cegiełki" tworzące DNA znajdowano w meteorytach już w latach 60. ubiegłego wieku, jednak dotychczas nie było pewności, czy powstały one w kosmosie czy też są ziemskimi zanieczyszczeniami.

Po raz pierwszy mamy trzy różne dowody wskazujące, że ten budulec dla DNA powstał w kosmosie - mówi doktor Michael Callahan z Goddard Space Fligh Center.

Uczeni badali próbki 12 bogatych w węgiel meteorytów, z których 9 znaleziono na Antarktydzie. Każdą z próbek rozpuszczono w kwasie mrówkowym i poddano badaniu za pomocą chromatografu, a następnie spektrometrii masowej.

Naukowcy znaleźli w nich adeninę i guaninę oraz hypoksantynę i ksantynę. Natomiast w dwóch meteorytach odkryto, po raz pierwszy, trzy molekuły związane z zasadami nukleinowymi: purynę, 2,6-diaminopurynę oraz 6,8-diaminopurynę. Te dwie ostatnie niemal nie występują w ziemskiej biologii, a zatem zanieczyszczenie materiałem pochodzenia ziemskiego jest praktycznie niemożliwe.

Nie sądzimy, byśmy znaleźli te analogi zasad nukleinowych jeśli doszłoby do zanieczyszczenia na Ziemi, ponieważ niemal nie występują one w biologii. Dysponujemy tylko jednym raportem o znalezieniu 2,6-diaminopuryny u jednego z wirusów [to cyjanofag S-2L- red.] - mówi Callahan. Jeśli przyjmiemy, że asteroidy są chemicznymi ‚fabrykami', to musimy też przyjąć, ze mogą powstawać w nich bardzo różne zasady nukleinowe, nie tylko takie, które spotykamy na Ziemi. Będzie to zależało od składu asteroidów i warunków w nich panujących - dodaje uczony.

Drugi dowód zdobyto podczas badań, mających na celu sprawdzenie, czy nie doszło do zanieczyszczenia. Naukowcy zbadali lód, który otaczał znalezione meteoryty. Okazało się, że zawartość dwóch zasad nukleinowych oraz hypoksantyny i ksantyny, jest w lodzie o rząd wielkości mniejsza. Liczyć je należy w częściach na bilion, podczas gdy w meteorytach - w częściach na miliard. Co więcej, żaden z analogów zasad nukleinowych nie został znaleziony w lodzie, a to znaczy, że musiał znajdować się w meteorycie w chwili upadku. Analiza meteorytu znalezionego w Australii oraz otaczającego go gruntu również nie wykazała w gruncie obecności zasad znalezionych w meteorycie.

Trzeci dowód to odkrycie, że wszystkie zasady, zarówno te, które występują w ziemskich organizmach żywych, jak i te, które w nich nie występują, powstały w wyniku reakcji nie mających żadnego związku z organizmami żywymi. W laboratorium identyczny zestaw zasad i ich analogów powstaje w reakcji, w której biorą udział cyjanek wodoru, amoniak i woda. To wspiera teorię, że są one pochodzenia pozaziemskiego - stwierdza Callahan.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Określenie "Fragmenty DNA" dla zasad azotowych to bardzo naciągane sformułowanie. To jakby pewien tym polimerów nazwać "fragmentami opon samochodowych" ;-)

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Gdy przypatrzymy się strukturze nici DNA czy RNA zauważymy, że zawsze są one skręcone w prawo. Nigdy w lewo. Z biologicznego czy chemicznego punktu widzenia nie ma żadnego powodu, dla którego we wszystkich formach życia widać taką regułę. Wszystkie znane reakcje chemiczne powodują powstanie molekuł skręconych zarówno w prawo, jak i w lewo. Ta symetria jest czymś powszechnym. Nie ma też żadnego powodu, dla którego skręcone w lewo DNA miałoby być w czymkolwiek gorsze, od tego skręconego w prawo. A jednak nie istnieje lewoskrętne DNA. To tajemnica, która wymaga wyjaśnienia.
      Wielu naukowców sądzi, że taka struktura DNA i RNA pojawiła się przez przypadek, że skręcony w prawo genom był może nieco częstszy i w toku ewolucji wyparł ten skręcony w lewo. Naukowcy od ponad 100 lat zastanawiają się nad tym problemem.
      Niedawno na łamach Astrophysical Journal Letters ukazała się interesująca teoria, której autorzy twierdzą, że o takim, a nie innym kształcie genomu zadecydował... kosmos. Ich praca wskazuje na wpływ czynnika, który zdecydował o kierunku skręcenia genomu, a którego nie braliśmy dotychczas pod uwagę. Wydaje się to bardzo dobrym wytłumaczeniem, mówi Dimitar Sasselov, astronom z Harvard University i dyrektor Origins of Life Initiative.
      Twórcami nowej niezwykle interesującej hipotezy są Noemie Globus, astrofizyk wysokich energii z New York University i Center For Computational Astrophysics na Flatiron Institure oraz Roger Blandford, były dyrektor Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology na Uniwersytecie Stanforda. Oboje spotkali się w 2018 roku i w miarę, jak dyskutowali różne kwestie, zwrócili uwagę, że promieniowanie kosmiczne ma podobną prawostronną preferencję jak DNA. Takie wydarzenia jak rozpad cząstek zwykle nie wykazują preferencji, przebiegają równie często w prawo, jak i w lewo. Jednak rzadkim wyjątkiem od reguły są tutaj piony. Rozpad naładowanych pionów odbywa się według oddziaływań słabych. To jedyne oddziaływanie podstawowe o znanej asymetrii. Gdy piony uderzają w atmosferę, rozpadają się, tworząc cały deszcz cząstek, w tym mionów. Wszystkie miony mają tę samą polaryzację, która powoduje, że z nieco większym prawdopodobieństwem jonizują jądra atomów w genomie skręconym w prawo.
      Pierwsze ziemskie organizmy, które prawdopodobnie były czymś niewiele więcej niż nagim materiałem genetycznym, zapewne występowały w dwóch odmianach. Z genomem skręconym w lewo lub w prawo. Globus i Blandford wyliczyli, że w sytuacji promieniowania kosmicznego skręcającego w prawo, cząstki uderzające w ziemię z nieco większym prawdopodobieństwem wybijały elektron z genomu skręconego w prawo niż w lewo. Miliony czy miliardy cząstek promieniowania kosmicznego były potrzebne, by wybić jeden elektron z jednego genomu. Ale ta minimalna przewaga mogła wystarczyć. Wybicie elektronu prowadziło do mutacji. Zatem promieniowanie kosmiczne było dodatkowym czynnikiem wymuszającym ewolucję. Dzięki niemu genom skręcony w prawo rozwijał się nieco szybciej. Z czasem zyskał przewagę konkurencyjną nad genomem skręconym w lewo.
      Uczeni nie chcą jednak poprzestać na hipotezie. Pani Globus skontaktowała się z Davidem Deamerem, biologiem i inżynierem z University of California w Santa Cruz. Ten podpowiedział jej, że najprostszym testem, jaki przychodzi mu do głowy, będzie wykorzystanie standardowego testu Amesa. To metoda diagnostyczna sprawdzająca siłę oddziaływania mutagenu na bakterie. Deamer zaproponował, by zamiast poddawać bakterie działaniu związku chemicznego, zacząć je bombardować mionami i sprawdzić, czy wywoła to u nich przyspieszone mutacje.
      Jeśli eksperyment się powiedzie i pod wpływem mionów DNA bakterii będzie ulegało szybszym mutacjom, będzie do bardzo silne poparcie dla hipotezy Globus i Blandforda. Nie wyjaśni to jednak, dlaczego w ogóle pojawił się materiał genetyczny skręcony w lewo lub w prawo.
      To będzie bardzo trudny element do udowodnienia. Jeśli jednak ta hipoteza zyska potwierdzenie, będziemy mieli jeszcze jeden, niezwykle interesujący, mechanizm ewolucyjny, mówi Jason Dworkin, astrobiolog z Goddard Space Flight Center.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Po raz pierwszy w historii sąd federalny nakazał udostępnienie policji całej bazy danych DNA, w tym profili, których właściciele nie wyrazili zgody na udostępnienie.
      Od czasu, gdy w ubiegłym roku policja – po przeszukaniu publicznej bazy danych DNA – schwytała seryjnego mordercę sprzed dziesięcioleci, udało się dzięki takim bazom rozwiązać wiele nierozstrzygniętych spraw. Jednak działania policji budzą zastrzeżenia dotyczące prywatności. We wrześniu Departament Sprawiedliwości, by rozwiać te obawy, wydał instrukcję, zgodnie z którą policja może przeszukiwać tego typu bazy danych wyłącznie w sprawach o przestępstwa związane z użyciem przemocy oraz tam, gdzie właściciel profilu wyraził zgodę.  Już zresztą wcześniej, bo w maju witryna GEDmatch, na którą każdy może wgrać swój profil DNA, ograniczyła policji dostęp do tych profili, których właściciele wyrazili zgodę. Tym samym liczba profili DNA do których policja ma dostęp na GDAmatch spadła z 1,3 miliona do zaledwie 185 000.
      Pewien policyjny detektyw z Florydy prowadzi śledztwo w sprawie seryjnego gwałciciela. Uznał, że dostęp jedynie do 185 000 profili z GEDmatch to zbyt mało i wystąpił do sądu z wnioskiem, by ten, nakazał witrynie udostępnienie mu całej bazy. Detektyw ma nadzieję, że jacyś krewni gwałciciela wgrali tam informacje o swoim DNA, dzięki którym uda się znaleźć sprawcę. Sędzia przychylił się do prośby detektywa. Wyrok taki od razu wzbudził kontrowersje.
      Prawnicy mówią, że to, czy właściciele profili mają powody do zmartwień zależy od prowadzenia każdej ze spraw i trudno jest na tym etapie wyrokować, jak rozstrzygnięcie sądu ma się do amerykańskiego prawa. Zwracają jednak uwagę, że GEDmatch to niewielka firma. Mimo to posiadana przez nią baza 1,3 miliona profili oznacza, że w bazie tej znajduje się profil kuzyna trzeciego stopnia lub kogoś bliżej spokrewnionego z 60% białych Amerykanów.
      Firmy takie jak 23andMe czy Ancestry posiadają znacznie bardziej rozbudowane bazy, a zatem pozwalają na sprofilowanie znacznie większej liczby obywateli USA. Zresztą 23andMe już zapowiedziała, że jeśli otrzyma podobny wyrok to będzie się od niego odwoływała. Prawnicy zauważają, że z jednej strony, jeśli w przyszłości pojawi się takie odwołanie i rozpocznie się batalia sądowa, którą będzie rozstrzygał jeden z Federalnych Sądów Apelacyjnych lub Sąd Najwyższy, to ustanowiony zostanie silny precedens. Z drugiej strony osoba, która zostałaby oskarżona dzięki przeszukaniu takiej bazy mogłaby zapewne powoływać się na Czwartą Poprawkę, która zakazuje nielegalnych przeszukań.
      Specjaliści mówią, że jeśli podobne wnioski zaczną pojawiać się coraz częściej i sądy będą się do nich przychylały, to będzie to poważny problem dla witryn z bazami danych DNA.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Naukowcy ze szwedzkiego Uniwersytetu Technologicznego Chalmers obalili teorię mówiącą, że obie nici DNA są utrzymywane przez wiązania atomów wodoru. Okazuje się, że kluczem są siły hydrofobowe, nie atomy wodoru. Odkrycie to może mieć duże znaczenie dla medycyny i innych nauk biologicznych.
      Helisa DNA składa się z dwóch nici zawierających molekuły cukru i grupy fosforanowe. Pomiędzy obiema nićmi znajdują się zasady azotowe zawierające atomy wodoru. Dotychczas sądzono, że to wiązania atomów wodoru utrzymują razem obie nici.
      Jednak uczeni z Chalmers wykazali właśnie, że kluczem do utrzymania razem nici jest hydrofobowe wnętrze molekuł zanurzonych w środowisku składającym się głównie z wody. Zatem mamy tutaj hydrofilowe otoczenie i hydrofobowe molekuły odpychające otaczającą je wodę. Gdy hydrofobowe molekuły znajdują się w hydrofilowym środowisku, grupują się razem, by zmniejszyć swoją ekspozycję na wodę.
      Z kolei wiązania wodorowe, które dotychczas postrzegano jako elementy utrzymujące w całości podwójną helisę DNA, wydają się mieć więcej wspólnego z sortowaniem par bazowych, zatem z łączniem się helisy w odpowiedniej kolejności.
      Komórki chcą chronić swoje DNA i nie chcą wystawiać ich na środowisko hydrofobowe, które może zawierać szkodliwe molekuły. Jednocześnie jednak DNA musi się otwierać, by było użyteczne. Sądzimy, że przez większość czasu komórki utrzymują DNA w środowisku wodny, ale gdy chcą coś z DNA zrobić, na przykład je odczytać, skopiować czy naprawić, wystawiają DNA na środowisko hydrofobowe, mówi Bobo Feng, jeden z autorów badań.
      Gdy na przykład dochodzi do reprodukcji, pary bazowe odłączają się i nić DNA się otwiera. Enzymy kopiują obie strony helisy, tworząc nową nić. Gdy dochodzi do naprawy uszkodzonego DNA, uszkodzone części są wystawiane na działanie hydrofobowego środowiska i zastępowane. Środowisko takie tworzone jest przez proteinę będącą katalizatorem zmiany. Zrozumienie tej proteiny może pomóc w opracowaniu wielu leków czy nawet w metodach leczenia nowotworów. U bakterii za naprawę DNA odpowiada proteina RecA. U ludzi z kolei proteina Rad51 naprawia zmutowane DNA, które może prowadzić do rozwoju nowotworu.
      Aby zrozumieć nowotwory, musimy zrozumieć, jak naprawiane jest DNA. Aby z kolei to zrozumieć, musimy zrozumieć samo DNA. Dotychczas go nie rozumieliśmy, gdyż sądziliśmy, że helisa jest utrzymywana przez wiązania atomów wodoru. Teraz wykazaliśmy, że chodzi tutaj o siły hydrofobowe. Wykazaliśmy też, że w środowisku hydrofobowym DNA zachowuje się zupełnie inaczej. To pomoże nam zrozumieć DNA i proces jego naprawy. Nigdy wcześniej nikt nie umieszczał DNA w środowisku hydrofobowym i go tam nie badał, zatem nie jest zaskakujące, że nikt tego wcześniej nie zauważył, dodaje Bobo Feng.
      Szwedzcy uczeni umieścili DNA w hydrofobowym (w znaczeniu bardzo zredukowanej koncentracji wody) roztworze poli(tlenku etylenu) i krok po kroku zmieniali hydrofilowe środowisko DNA w środowisko hydrofobowe. Chcieli w ten sposób sprawdzić, czy istnieje granica, poza którą DNA traci swoją strukturę. Okazało się, że helisa zaczęła się rozwijać na granicy środowiska hydrofilowego i hydrofobowego. Bliższa analiza wykazała, że gdy pary bazowe – wskutek oddziaływania czynników zewnętrznych – oddzielają się od siebie, wnika pomiędzy nie woda. Jako jednak, że wnętrze DNA powinno być suche, obie nici zaczynają przylegać do siebie, wypychając wodę. Problem ten nie istnieje w środowisku hydrofobowym, zatem tam pary bazowe pozostają oddzielone.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      W 2008 roku w pobliżu szkockiej miejscowości Ullapool znaleziono pierwsze dowody na upadek wielkiego meteorytu. Na podstawie warstw materiału pochodzącego z uderzenia stwierdzono, że wydarzenie miało miejsce przed 1,2 miliardami laty w pobliżu wybrzeża. Teraz na łamach Journal of Geological Society zespół z Oxford University, na czele którego stał doktor Ken Amor, poinformowali o znalezieniu krateru. Odkryto go w odległości 15-20 kilometrów na zachód od szkockiego wybrzeża. Krater jest zagrzebany w Minch Basin pod młodszymi skałami.
      "Materiał pochodzący z uderzeń wielkich meteorytów rzadko się zachowuje, gdyż ulega szybkiej erozji. Tym bardziej ekscytujące to odkrycie. Szczęśliwym przypadkiem meteoryt spadł na dolinę ryftową i szybko został przykryty świeżymi osadami, dzięki czemu krater przetrwał. Naszym następnym celem badawczym będzie przeprowadzenie szczegółowych badań geofizycznych", mówi Amor.
      Miejsce upadku meteorytu udało się określić dzięki szczegółowym obserwacjom terenu, rozkładowi rozrzuconego materiału oraz orientacji cząstek magnetycznych.
      Przed 1,2 miliardami lat większość ziemskich organizmów żywych przebywała w oceanach, na lądach nie było żadnych roślin. W tym czasie Szkocja znajdowała się w pobliżu równika i panował w niej półpustynny klimat. Krajobraz nieco przypominał marsjański z płynącą po powierzchni wodą.
      Szacuje się, że do kolizji Ziemi z meteorytami o średnicy około 1 kilometra może dochodzić raz na 100 000 do 1 miliona lat. Szacunki są bardzo niepewne, gdyż z powodu szybkiej erozji kraterów uderzeniowych nie wiemy, do ilu takich zderzeń doszło w przeszłości.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Około 3700 lat temu eksplozja meteorytu mogła zniszczyć osadnictwo na północnym brzegu Morza Martwego, wynika z badań przeprowadzonych przez Philipa Silvię z Trinity Southwest University.
      Datowanie radiowęglowe oraz minerały, które krystalizują w wysokiej temperaturze wskazują, że w Ghor w okręgu o średnicy 25 kilometrów doszło do potężnej eksplozji. Silvia i jego zespół uważają też, że w jej wyniku w niegdyś żyzna ziemie zostały wepchnięte olbrzymie ilości wrzącej soli z Morza Martwego. Ludzie nie wrócili na te obszary przez kolejnych 600–700 lat.
      Podczas dorocznego spotkania American Schools of Oriental Research Silvia poinformował, że wykopaliska w pięciu miejscach w Ghor w Jordanii wykazały, że region ten był zamieszkany nieprzerwanie przez co najmniej 2500 lat. Nagle, pod koniec epoki brązu, doszło tam do jednoczesnego upadku wszystkich osad. Poza miejscami wykopalisk w regionie zidentyfikowano co najmniej 120 niewielkich osad. Naukowcy szacują, że w momencie nadejścia kosmicznego kataklizmu region zamieszkiwało 40–60 tysięcy osób.
      Najlepsze dowody wskazujące, że pod koniec epoki brązu doszło tam do eksplozji nisko przelatującego meteorytu znaleziono w mieście Tall el-Hammam, które niektórzy identyfikują z biblijną Sodomą. Silvia i jego zespół pracują w nim od 13 lat. Naukowcy zauważyli, że wykonane z cegieł ściany i mury niemal wszystkich budynków nagle zniknęły przed około 3700 lat. Pozostały tylko kamienne fundamenty. Co wiecej, zewnętrzne ścianki wielu glinianych naczyń zostały stopione. W szklistych pozostałościach w ciągu zaledwie sekundy uformowały się kryształy cyrkonu. Wskazuje to na działanie niezwykle wysokich temperatur, być może sięgających temperatury powierzchni Słońca. Pojawił się też bardzo silny wiatr, który doprowadził do powstania niewielkich niewielkich sfer z rozbitej ceramiki, które jak deszcz opadły na Tall el-Hammam.

      « powrót do artykułu
×
×
  • Create New...