ocean i zachód słońca
29

Polscy bioinformatycy szukają odpowiedzi na temat początków życia

Polscy bioinformatycy obrali za swój cel początki życia. Ambitny i ciekawy temat, bo w jaki sposób wytłumaczyć coś tak wyjątkowego jak przemiana zwykłej nieożywionej materii w coś znacznie więcej, czyli życie.

Polscy naukowcy, superkomputery i początki życia

Serwis www.naukawpolsce.pap.pl informuje o pracy polskich bioinformatyków, którzy w poszukiwaniu odpowiedzi na trudne pytania, posługują się superkomputerami. Swoją drogą wydaje się to być dobrą metodą uzyskiwania dodatkowych informacji na – wydaje się – dowolne tematy, które są trudne do badania na inne sposoby. Niedawno pisałem na przykład o tym, że:

Naukowcy z Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (Francja), przeprowadzili serię komputerowych symulacji, które miały rzucić więcej światła na sytuację, gdy dochodziło do ochładzania się płynnej powierzchni młodej, skalistej planety oraz interakcji jakie w związku z tym zachodziły z jej tworzącą się atmosferą (z uwzględnieniem ilości energii dostarczanej przez Słońce).

Powyższy cytat dotyczy artykułu o dziejach planety Wenus, czyli… niezwykle niedostępnego miejsca, które jest zabójcze nawet dla elektroniki znajdującej się w lądujących tam sondach. Więcej na ten temat: Symulacje przemawiają za tym, że na Wenus mogły istnieć oceany wody.

Pierwsze życie

W swojej wypowiedzi dla PAP, bioinformatyk z Instytutu Informatyki Politechniki Poznańskiej i Instytutu Chemii Bioorganicznej PAN, prof. Jacek Błażewicz wyjaśnia czym zajmuje się wraz z pozostałymi członkami zespołu. Przede wszystkim podał warunki, które powinny zostać spełnione, aby uznać coś za początki życia: struktura powinna być zdolna do powielania się oraz do przenoszenia informacji. Następnie profesor kontynuuje wyjaśnienia, wykorzystując do tego porównania do współczesnej elektroniki:

DNA jest jak w komputerze pamięć długotrwała – dysk czy taśma, na której zapisane są informacje. Białka z kolei są jak procesor – przetwarzają informacje. Natomiast RNA jest pośrednikiem, który przekazuje informacje z DNA, aby tworzyć białka. RNA byłby więc czymś w rodzaju mikroprocesora z pamięcią podręczną.

skały, skamieliny

Być może to cząsteczki RNA pojawiły się jako pierwsze i to właśnie one przyczyniły się do powstania białek i DNA? Żeby dowiedzieć się czegoś więcej i przetestować hipotezę, można oczywiście zdecydować się na symulację i właśnie tego podjął się polski zespół bioinformatyków. Prof. Jacek Błażewicz tłumaczy:

Zaproponowaliśmy, jak mógłby wyglądać szlak reakcji chemicznych, które mogły na Ziemi doprowadzić do powstania nukleotydów. Wyszliśmy od strony obliczeniowej.

RNA jest zbudowane z nukleotydów, więc pokazanie przebiegu reakcji, które mogły doprowadzić do ich powstania, jest zrozumiałym kierunkiem. Komputery o dużych mocach obliczeniowych pozwalają na zrobienie tego, co jest niemal niewykonalne bez ich pomocy.

Polscy naukowcy pokazali, że do powstania nukleotydów wystarczyłaby obecność metali, w związku z czym nie byłoby potrzeby np. na… uderzenie pioruna (w tzw. „pierwotną zupę” w której zrodziło się życie) niosącego ze sobą pokłady energii niezbędnej do wytworzenia się kwasów nukleinowych.

Więcej szczegółów dot. pracy polskiego zespołu znajduje się na stronie PAP.

Siła życiowa

Kiedyś ludzie byli przekonani o tym, że tajemnicza „siła życiowa” jest niezbędna do zachodzenia procesów w żywych organizmach, jednak niemiecki chemik Friedrich Wöhler obalił witalizm w chwili, w której otrzymał mocznik z substancji nieorganicznej (synteza Wöhlera). Można powiedzieć, że od tego momentu narodziła się chemia organiczna, a ludzie mogli zacząć myśleć o życiu jako o czymś, co nie wymaga zmyślonej „siły życiowej”, a zamiast tego wystarczą reakcje chemiczne, które można poznać i zrozumieć.

Mimo tego nikt nie wie jak dokładnie powstało życie, ale trzeba przyznać, że nawet nasze próby zrozumienia tematu i np. droga od witalizmu przez jego obalenie, aż po współczesne symulacje na superkomputerach… to już coś, co robi ważenie. Ciekawe co przyniesie przyszłośc.

I jeszcze polecam poniższy filmik o początkach życia z kanału „Stated Clearly”:

Źródło 1, 2