Amminoacidi-Immagine Credit Public Domain-
Simulando le prime condizioni della Terra in laboratorio, i ricercatori hanno scoperto che senza amminoacidi specifici, le proteine antiche non avrebbero saputo evolversi in tutto ciò che vive oggi sul pianeta, comprese piante, animali e umani.
I risultati, che descrivono in dettaglio come gli amminoacidi hanno plasmato il codice genetico di antichi microrganismi, fanno luce sul mistero di come la vita sia iniziata sulla Terra.
“Vedi gli stessi amminoacidi in ogni organismo, dagli umani ai batteri agli archaea, e questo perché tutte le cose sulla Terra sono collegate attraverso questo albero della vita che ha un’origine, un organismo che era l’antenato di tutti gli esseri viventi“, ha detto Stephen Fried, un chimico della Johns Hopkins che ha co-condotto la ricerca con gli scienziati della Charles University nella Repubblica Ceca. “Stiamo descrivendo gli eventi che hanno plasmato il motivo per cui quell’antenato ha ottenuto gli amminoacidi”
I risultati dello studio sono stati recentemente pubblicati sul Journal of the American Chemical Society.
In laboratorio, i ricercatori hanno imitato la sintesi proteica primordiale di 4 miliardi di anni fa utilizzando un insieme alternativo di amminoacidi che erano molto abbondanti prima che la vita sorgesse sulla Terra.
Hanno scoperto che antichi composti organici integravano gli amminoacidi più adatti per il ripiegamento delle proteine nella loro biochimica. In altre parole, la vita prosperava sulla Terra non solo perché alcuni amminoacidi erano disponibili e facili da produrre in habitat antichi, ma perché alcuni di essi erano particolarmente efficaci nell’aiutare le proteine ad adottare forme specifiche per svolgere funzioni cruciali.
“Il ripiegamento delle proteine in pratica ci ha permesso di fare l’evoluzione prima ancora che ci fosse la vita sul nostro pianeta”, ha detto Fried. “Potresti avere l’evoluzione prima di avere la biologia, potresti avere la selezione naturale per le sostanze chimiche utili alla vita anche prima che ci fosse il DNA“.
Anche se la Terra primordiale aveva centinaia di aminoacidi, tutti gli esseri viventi usano gli stessi 20 di questi composti. Fried chiama quei composti “canonici”. Ma la scienza ha lottato per individuare cosa c’è di così speciale, semmai, in quei 20 amminoacidi.
Nel suo primo miliardo di anni, l’atmosfera terrestre consisteva in un assortimento di gas come l’ammoniaca e l’anidride carbonica che reagivano con alti livelli di radiazione ultravioletta per inventare alcuni dei più semplici amminoacidi canonici. Altri sono arrivati tramite consegna speciale da meteoriti, che hanno introdotto un miscuglio di ingredienti che hanno aiutato la vita sulla Terra a completare un set di 10 amminoacidi “precoci”.
Come è nato il resto è una domanda aperta a cui il team di Fried sta cercando di rispondere con la nuova ricerca, soprattutto perché quelle rocce spaziali hanno portato molto più dei “moderni” amminoacidi.
“Stiamo cercando di scoprire cosa c’era di così speciale nei nostri amminoacidi canonici“, ha detto Fried. “Sono stati selezionati per qualche motivo particolare?”
Gli scienziati stimano che la Terra abbia 4,6 miliardi di anni e che il DNA, le proteine e altre molecole non abbiano iniziato a formare organismi semplici fino a 3,8 miliardi di anni fa. La nuova ricerca offre nuovi indizi sul mistero di ciò che è accaduto nel frattempo.
“Per avere l’evoluzione nel senso darwiniano, è necessario disporre di questo modo completamente sofisticato di trasformare molecole genetiche come DNA e RNA in proteine. Ma replicare il DNA richiede anche proteine, quindi abbiamo un problema con l’uovo e la gallina“, ha detto Fried. “La nostra ricerca mostra che la natura avrebbe potuto selezionare blocchi con proprietà utili prima dell’evoluzione darwiniana“.
Gli scienziati hanno individuato amminoacidi in asteroidi lontani dalla Terra, suggerendo che quei composti siano onnipresenti in altri angoli dell’universo. Ecco perché Fried pensa che la nuova ricerca potrebbe anche avere implicazioni per la possibilità di trovare la vita oltre la Terra.
“L’universo sembra amare gli amminoacidi“, ha detto Fried. “Forse se trovassimo la vita su un pianeta diverso, non sarebbe così diverso“.
Fonte: Johns Hopkins University
