GADV-proteinverden hypotese

GADV-proteinverden hypotese foreslått av Kenji Ikehara (2009) som en forklaring på opprinnelsen til liv på Jorden hvor peptider med  aminosyrene glycin (G), alanin (A), asparaginsyre (D) og valin (V) virker katalytisk. Disse aminosyrene fantes i en prebiotisk verden og kan bli kan bli dannet ved elektriske utladninger i en primitiv atmosfære eller fraktet med kometer eller meteoritter. Asparaginsyre kan bli laget i en pyritt-drevet reduksjon i kombinasjon med hydrogensulfid (H2S) og ammoniakk (NH3). En proteinverden-hypotese hvor proteiner kan danne globulære (kuleformete) proteiner.

Små peptider som dipeptidet glycin-glycin og tripeptidet glycin-glycin-glycin kan katalysere dannelse av peptidbindinger. Peptidet GADV har katalytisk aktivitet ved gjentatte varme-tørke. Histidin-serin er mer effektive, men det er ikke indikasjoner på nok histidinvar  tilstede i prebiotisk stadium

Glycin → (glycin)n peptidkatalyse → (glycin-alanin)n og (glycin-asparaginsyre)n katalyse → GADV peptidkatalyse → genetisk kode.

Mangel på basiske aminosyrer kan erstattes av divalente kationer som magnesium (Mg2+), mangan (Mn2+) og kobber (Cu2+). Saltindusert syntese av peptider ved høy temperatur i varme hav i nærvær av kobber (Cu2+). Livet bygger på gener, genetisk kode og proteiner i kombinasjon med transisjonsmetaller. Ferrojern (Fe2+) i kombinasjon med svovelforbindelser må ha spilt en viktig rolle i elektronoverføringer.

GNC-genetisk kode

Den tidligste GNC genetisk kode som koder for disse fire aminosyrene med kodonene GGC, GCC, GAC og GUC som koder for henholdsvis glycin, alanin, asparaginsyre og valin. Disse fire aminosyrene kan lage både hydrofile og hydrofobe sidegupper i peptider, samt alfa-helikser, spiraler og beta-plateark.  Fra GNC-koden utviklet det seg en SNS-kode med 16 kodoner: GGC, GGG, GCC, GCG, GAC, GAG, GUC, GUG, CUC, GUG, CCC, CCG, CAC, CAG, CGC, som koder for henholdsvis glycin, alanin, asparaginsyre og valin nevnt foran i tillegg til glutaminsyre, leucin, prolin, histidin og de basiske aminosyrene glutamin og arginin. GNC-SNS-koden  er en primitiv genetisk kode som forklaring på opprinnelsen til gener, støttet av høyt GC-innhold i evolusjonært primitive genomer.

Prebiotiske aminosyrer

Miller viste at gjentatte elektriske utladninger i en primitiv atmosfære med karbondioksid (CO2),  hydrogen (H2), ammoniakk (NH3), metan (CH4), nitrogen (N2), vanndamp (H2O) kan gi opphav til aminosyrer og nukleobaser.

Tolv aminosyrer er blitt funnet i 3.1 milliarder år gamle pre-kambriske bergarter  med likhetstrekk med dem funnet i Murchison-meteoritten bestående av kondritt (gr. chondros – korn). C-type karbonmeteorittene Orgueil  og Ivuana har man funnet glycin, beta-alanin og gamma-aminosmørsyre , samt mindre menger alanin, alfa-aminoisobutyrat, og isovalin. Prøver hentet fra de karbonrike asteroidene Ryugu og Bennu inneholder puriner og pyrimidiner.  

Litteratur

Ehrenfreund P, Glavin DP, Botta O, Cooper G & Bada JL: Extraterrestrial amino acids in Orgueil and Ivuna: tracing the parent body of CI type carbonaceous chondrites. Proc. Natl Acad. Sci. USA 98, 2138–2141 (2001).

Furukawa Y et al. : Extraterrestrial ribose and other sugars in primitive meteorites. Proc. Natl Acad. Sci. USA 116, 24440–24445 (2019).

Ikehara K: Evolutionary Steps in the Emergence of Life Deduced from the Bottom-Up Approach and GADV Hypothesis (Top-Down Approach). Life (Basel) 6(1) (2016):6, doi:10.3390/life6010006

Miller S.L., Urey H.C. Organic compound synthesis on the primitive earth. Science. 1959;130:245–251. doi: 10.1126/science.130.3370.245.

Oró J., Mills T., Lazcano A: Comets and the formation of biochemical compounds on the primitive Earth—A review. Orig. Life Evol. Biosph. 21 (1992)267–277, doi: 10.1007/BF01808302.

Wächtershäuser G: Evolution of the first metabolic cycles. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 87 (1990) 200–204, doi: 10.1073/pnas.87.1.200.

Tilbake til hovedside

Publisert 2. aug. 2022 12:11 - Sist endret 2. aug. 2022 12:11