Magdolna, Mária, Magda, Nara2024. július 22., hétfő
Tudomány

Miért bal- vagy jobbkezesek az élet molekulái?

National Geographic Magyarország

Louis Pasteur 1848-ban felfedezte, hogy számos, az élethez szükséges molekula jobb- és balkezes formában, egymás tükörképeként is létezik.

Forrás: Wikimedia Commons

Azóta kiderült, hogy az aminosavak és a fehérjék mind balkezesek, a DNS és az RNS pedig jobbkezes, és csakis ilyen lehet. Azt azonban egészen eddig nem tudtuk, mi okozza ezt a különleges elkülönülést, bár Pasteur úgy gondolta, talán a mágnességnek lehet hozzá köze.

Mint arra egy újonnan, három külön tanulmányban bemutatott kutatási eredmény utal, nem állt messze a valóságtól a francia tudós elképzelése. A kutatást a Science ismertette.

Kiralitásnak nevezzük azt a jelenséget, amikor egy molekula kémiailag teljesen azonos összetételű, ám a felépítésében létezik egy jobb- és egy balkezes változat (lásd nyitóképünkön). Ezt úgy képzeljük el, ahogy a két kezünk is egymás tükörképei, úgy ezek a királis molekulák is. Azonban a kétféle változat közt igen jelentős különbségek lehetnek, például ha illatról van szó, más jellegűnek érezzük őket: egy molekula egyik változata menta-, a másik köményillat érzetét kelti bennünk. Számos gyógyszer hatóanyaga is királis, és csak az egyik változat gyógyhatású, a másik lehet szerencsés esetben semleges, de akár káros is.

A kutatók arra jutottak, hogy a fiatal Föld mágneses ásványai szolgáltak vázként az élethez szükséges molekulák kialakulásánál, amelyek az egyik, illetve a másik kezes változatnak kedveztek csupán. Amikor a mágneses ásványi felszínen csak az egyik változat volt képes kirakódni, ez serkentette azt, hogy csak ez a változat jöjjön létre.

A kémiai reakciók vegyesen hozzák létre a jobb- és a balkezes molekulákat, azonban a biológia csak egyiknek kedvez. Számos elképzelés volt az elmúlt másfél száz évben arra, hogy miért különültek el a biomolekulák, ám egyik se magyarázta meg, miként halmozódhattak fel akkora mennyiségben, hogy aztán az első sejtek csak azokból használhassanak.

Az első gyanús felfedezést mintegy negyedszázada tette egy kutató, amikor észrevette, hogy a királis molekulákban lévő elektronok eltérően reagálnak a mágnességre. (A mágnesség az elektronok spinjével függ össze: ha egyfelé forognak az elektronok, akkor alakul ki mágneses tér.) Ennek az egyik következménye az volt, hogy míg a jobbkezes peptidek rátapadtak egy mágneses felületre, a balkezeseket ugyanez taszította. A felfedezés ugyan fontos és izgalmas is volt, ám ez se magyarázta meg, miként tudtak felhalmozódni a királis biomolekulák.

2009-ben egy következő felfedezés azt állapította meg, hogy az RNS molekulák kialakulásának egyik feltételezett alapját jelentő RAO nevű molekula, ha ez jobbkezes, akkor csak jobbkezes molekulákkal tud kapcsolódni. Ha a RAO balkezes, akkor pedig csak balkezes további molekulák épülhetnek rá. Ez azt jelentette, hogy egy kiinduláskor fennálló véletlen egyensúly-eltolódás már képes volt tovább halmozódni.

E két felfedezést persze össze is kellett illeszteni, és megvizsgálni, hogy a RAO miként viselkedik mágneses ásványok környezetében. Ezt egy olyan ásvánnyal mérték fel, ami a korai Földön igen gyakori volt: ez a magnetit. A kísérletből az sült ki, hogy a magnetitre 60 százalékban az egyik típusú RAO molekula rakódott csak ki egy, a kétféle kiralitásút fele-fele arányban tartalmazó oldatból. A mágnesség irányának felcserélésével a másik kiralitású RAO-nak kedvezett a magnetit.

Bár a kísérletben a földi mágneses térnél nagyságrendekkel erősebbet használtak, az is kiderült, hogy a valós földmágnesség is képes némiképp kedvezni az egyik vagy a másik kiralitású molekulának, egy pozitív visszacsatolás hatására. Ez az önerősítő folyamat pedig már képes lehetett arra, hogy az RNS-en keresztül kialakítsa az élet számos molekulájának kizárólagos kiralitását.

Van persze még számos kérdés, azonban a most feltárt összefüggések kiváló alapot jelenthetnek arra, hogy beigazolódjon, a mágnességnek tényleg köze lehet az élet számára fontos molekulák kiralitásához.

Részben föld alatt élt ez a dinoszaurusz

Részben föld alatt élt ez a dinoszaurusz

A kréta időszak közepén élt állat élete egy részét földbe vájt üregeiben töltötte el.

Nem ugrált jókedvében az óriás őskenguru

Nem ugrált jókedvében az óriás őskenguru

A kövületek új, összehasonlító vizsgálata alapján úgy tűnik, eddig nem voltak helyesek az elképzeléseink az állat mozgásáról.

Szalamandraféle óriás volt a csúcsragadozó a dinók kora előtt

Szalamandraféle óriás volt a csúcsragadozó a dinók kora előtt

Mintegy 40 millió évvel a dinoszauruszok kialakulása előtt egy óriási méretű, szalamandrára hasonlító csúcsragadozó tartotta rettegésben a mai Namíbia területén.

Ennek a dinoszaurusznak zöldek a csontjai

Ennek a dinoszaurusznak zöldek a csontjai

A Gnatalie nevű példány egy Los Angeles-i múzeumban lesz megtekinthető.

Új módszer segíthet a ruhaneműk újrahasznosításában

Új módszer segíthet a ruhaneműk újrahasznosításában

A kidobált ruházati termékek kevesebb mint fél százalékát hasznosítjuk újra, ez pedig elképesztően szennyezővé teszi a textil- és divatipart.

National Geographic 2024. júliusi címlap

Előfizetés

A nyomtatott magazinra,
12 hónapra

15 900 Ft

Korábbi számok

National Geographic 2010. januári címlapNational Geographic 2010. februári címlapNational Geographic 2010. márciusi címlapNational Geographic 2010. áprilisi címlapNational Geographic 2010. májusi címlapNational Geographic 2010. júniusi címlapNational Geographic 2010. júliusi címlapNational Geographic 2010. augusztusi címlapNational Geographic 2010. szeptemberi címlapNational Geographic 2010. októberi címlapNational Geographic 2010. novemberi címlapNational Geographic 2010. decemberi címlapNational Geographic 2011. januári címlapNational Geographic 2011. februári címlapNational Geographic 2011. márciusi címlapNational Geographic 2011. áprilisi címlapNational Geographic 2011. májusi címlapNational Geographic 2011. júniusi címlapNational Geographic 2011. júliusi címlapNational Geographic 2011. augusztusi címlapNational Geographic 2011. szeptemberi címlapNational Geographic 2011. októberi címlapNational Geographic 2011. novemberi címlapNational Geographic 2011. decemberi címlapNational Geographic 2012. januári címlapNational Geographic 2012. februári címlapNational Geographic 2012. márciusi címlapNational Geographic 2012. áprilisi címlapNational Geographic 2012. májusi címlapNational Geographic 2012. júniusi címlapNational Geographic 2012. júliusi címlapNational Geographic 2012. augusztusi címlapNational Geographic 2012. szeptemberi címlapNational Geographic 2012. októberi címlapNational Geographic 2012. novemberi címlapNational Geographic 2012. decemberi címlapNational Geographic 2013. januári címlapNational Geographic 2013. februári címlapNational Geographic 2013. márciusi címlapNational Geographic 2013. áprilisi címlapNational Geographic 2013. májusi címlapNational Geographic 2013. júniusi címlapNational Geographic 2013. júliusi címlapNational Geographic 2013. augusztusi címlapNational Geographic 2013. szeptemberi címlapNational Geographic 2013. októberi címlapNational Geographic 2013. novemberi címlapNational Geographic 2013. decemberi címlapNational Geographic 2014. januári címlapNational Geographic 2014. februári címlapNational Geographic 2014. márciusi címlapNational Geographic 2014. áprilisi címlapNational Geographic 2014. májusi címlapNational Geographic 2014. júniusi címlapNational Geographic 2014. júliusi címlapNational Geographic 2014. augusztusi címlapNational Geographic 2014. szeptemberi címlapNational Geographic 2014. októberi címlapNational Geographic 2014. novemberi címlapNational Geographic 2014. decemberi címlapNational Geographic 2015. januári címlapNational Geographic 2015. februári címlapNational Geographic 2015. márciusi címlapNational Geographic 2015. áprilisi címlapNational Geographic 2015. májusi címlapNational Geographic 2015. júniusi címlapNational Geographic 2015. júliusi címlapNational Geographic 2015. augusztusi címlapNational Geographic 2015. szeptemberi címlapNational Geographic 2015. októberi címlapNational Geographic 2015. novemberi címlapNational Geographic 2015. decemberi címlapNational Geographic 2016. januári címlapNational Geographic 2016. februári címlapNational Geographic 2016. márciusi címlapNational Geographic 2016. áprilisi címlapNational Geographic 2016. májusi címlapNational Geographic 2016. júniusi címlapNational Geographic 2016. júliusi címlapNational Geographic 2016. augusztusi címlapNational Geographic 2016. szeptemberi címlapNational Geographic 2016. októberi címlapNational Geographic 2016. novemberi címlapNational Geographic 2016. decemberi címlapNational Geographic 2017. januári címlapNational Geographic 2017. februári címlapNational Geographic 2017. márciusi címlapNational Geographic 2017. áprilisi címlapNational Geographic 2017. májusi címlapNational Geographic 2017. júniusi címlapNational Geographic 2017. júliusi címlapNational Geographic 2017. augusztusi címlapNational Geographic 2017. szeptemberi címlapNational Geographic 2017. októberi címlapNational Geographic 2017. novemberi címlapNational Geographic 2017. decemberi címlapNational Geographic 2018. januári címlapNational Geographic 2018. februári címlapNational Geographic 2018. márciusi címlapNational Geographic 2018. áprilisi címlapNational Geographic 2018. májusi címlapNational Geographic 2018. júniusi címlapNational Geographic 2018. júliusi címlapNational Geographic 2018. augusztusi címlapNational Geographic 2018. szeptemberi címlapNational Geographic 2018. októberi címlapNational Geographic 2018. novemberi címlapNational Geographic 2018. decemberi címlapNational Geographic 2019. januári címlapNational Geographic 2019. februári címlapNational Geographic 2019. márciusi címlapNational Geographic 2019. áprilisi címlapNational Geographic 2019. májusi címlapNational Geographic 2019. júniusi címlapNational Geographic 2019. júliusi címlapNational Geographic 2019. augusztusi címlapNational Geographic 2019. szeptemberi címlapNational Geographic 2019. októberi címlapNational Geographic 2019. novemberi címlapNational Geographic 2019. decemberi címlapNational Geographic 2020. januári címlapNational Geographic 2020. februári címlapNational Geographic 2020. márciusi címlapNational Geographic 2020. áprilisi címlapNational Geographic 2020. májusi címlapNational Geographic 2020. júniusi címlapNational Geographic 2020. júliusi címlapNational Geographic 2020. augusztusi címlapNational Geographic 2020. szeptemberi címlapNational Geographic 2020. októberi címlapNational Geographic 2020. novemberi címlapNational Geographic 2020. decemberi címlapNational Geographic 2021. januári címlapNational Geographic 2021. februári címlapNational Geographic 2021. márciusi címlapNational Geographic 2021. áprilisi címlapNational Geographic 2021. májusi címlapNational Geographic 2021. júniusi címlapNational Geographic 2021. júliusi címlapNational Geographic 2021. augusztusi címlapNational Geographic 2021. szeptemberi címlapNational Geographic 2021. októberi címlapNational Geographic 2021. novemberi címlapNational Geographic 2021. decemberi címlapNational Geographic 2022. januári címlapNational Geographic 2022. februári címlapNational Geographic 2022. márciusi címlapNational Geographic 2022. áprilisi címlapNational Geographic 2022. májusi címlapNational Geographic 2022. júniusi címlapNational Geographic 2022. júliusi címlapNational Geographic 2022. augusztusi címlapNational Geographic 2022. szeptemberi címlapNational Geographic 2022. októberi címlapNational Geographic 2022. novemberi címlapNational Geographic 2022. decemberi címlapNational Geographic 2023. januári címlapNational Geographic 2023. februári címlapNational Geographic 2023. márciusi címlapNational Geographic 2023. áprilisi címlapNational Geographic 2023. májusi címlapNational Geographic 2023. júniusi címlapNational Geographic 2023. júliusi címlapNational Geographic 2023. augusztusi címlapNational Geographic 2023. októberi címlapNational Geographic 2023. novemberi címlapNational Geographic 2023. decemberi címlapNational Geographic 2024. januári címlapNational Geographic 2024. februári címlapNational Geographic 2024. márciusi címlapNational Geographic 2024. áprilisi címlapNational Geographic 2024. májusi címlapNational Geographic 2024. júniusi címlapNational Geographic 2024. júliusi címlap

Hírlevél feliratkozás

Kérjük, erősítsd meg a feliratkozásod az e-mailben kapott linkre kattintva!

Kövess minket