Pertanyaan tentang bagaimana kehidupan pertama kali muncul di planet kita adalah pertanyaan yang belum sepenuhnya kita jawab, tetapi sains semakin dekat setiap saat – dan sebuah studi baru mengidentifikasi struktur protein yang mungkin menyebabkan hal ini terjadi.

Pertama-tama, tim di balik penelitian ini memutuskan untuk memulai dari premis bahwa kehidupan yang kita kenal bergantung pada pengumpulan dan penggunaan energi. Dalam sup purba bumi purba, energi ini kemungkinan besar berasal dari langit, dalam bentuk radiasi dari matahari, atau dari kedalaman bumi itu sendiri, di mana panas merembes melalui lubang hidrotermal di dasar laut purba.

Pada tingkat molekuler, penggunaan energi ini berarti transfer elektron, proses kimia dasar yang melibatkan transfer elektron dari satu atom atau molekul ke atom atau molekul lainnya. Transfer elektron adalah intinya Reaksi oksidasi dan reduksi (juga dikenal sebagai reaksi oksidasi-reduksi) yang penting untuk beberapa fungsi dasar kehidupan.

Karena logam adalah elemen terbaik untuk melakukan transfer elektron, dan molekul kompleks yang disebut protein mendorong sebagian besar proses biologis, para peneliti memutuskan untuk menggabungkan keduanya dan mencari protein yang mengikat logam.

Pendekatan sistematis dan komputasi digunakan untuk membandingkan protein pencari logam, mengungkapkan beberapa fitur umum yang identik di semua protein ini – terlepas dari fungsi protein, logam yang mengikatnya, atau organisme yang bersangkutan.

“Kami telah melihat bahwa inti pengikat logam dari protein yang ada memang mirip meskipun protein itu sendiri mungkin tidak,” kata ahli mikrobiologi Jana Brombergdari Universitas Rutgers – New Brunswick di New Jersey.

“Kami juga telah melihat bahwa inti pengikat logam ini sering terdiri dari struktur inti yang berulang, seperti balok Lego. Anehnya, balok ini juga ditemukan di daerah protein lain, bukan hanya inti pengikat logam, dan di banyak protein lain. yang belum diperhitungkan dalam penelitian kami.”

Para peneliti menyarankan bahwa ciri-ciri umum ini mungkin telah ada dan beroperasi pada protein pertama, berubah dari waktu ke waktu menjadi protein yang kita lihat sekarang—tetapi tetap mempertahankan beberapa struktur umum.

berpikir Mineral yang larut di lautan purba yang menutupi Bumi ribuan juta tahun yang lalu dapat digunakan untuk menggerakkan pencampuran elektron yang diperlukan untuk mentransfer energi, dan dengan demikian kehidupan biologis.

“Pengamatan kami menunjukkan bahwa penataan ulang blok bangunan kecil ini mungkin memiliki satu atau sejumlah kecil nenek moyang yang sama dan memunculkan berbagai protein dan fungsinya yang tersedia saat ini,” Bromberg mengatakan. “Yaitu, dalam hidup seperti yang kita kenal.”

Secara khusus, tim mampu mengidentifikasi perkembangan lipatan protein – bentuk yang diadopsi protein ketika mereka menjadi aktif secara biologis – yang mungkin telah menghasilkan protein yang kita kenal sekarang, hampir seperti Proyek Pohon Keluarga Molekuler.

Studi ini juga menyimpulkan bahwa peptida fungsional biologis, yang merupakan versi protein yang lebih kecil, mungkin telah mendahului protein tertua yang berusia 3,8 miliar tahun yang lalu. Semua ini menambah pemahaman kita tentang bagaimana kehidupan pertama kali dimulai.

Seperti biasa, setiap analisis tentang awal mula kehidupan di Bumi dapat menjadi penting dalam pencarian kehidupan di planet lain juga, karena kehidupan mungkin mulai berkembang (atau mungkin telah berevolusi) di sepanjang jalur biologis yang serupa.

“Kami memiliki sangat sedikit informasi tentang bagaimana kehidupan berasal di planet ini, dan pekerjaan kami berkontribusi pada penjelasan yang sebelumnya tidak tersedia,” Bromberg mengatakan. “Penjelasan ini juga dapat berkontribusi pada pencarian kami untuk kehidupan di planet dan benda planet lainnya.

“Penemuan blok bangunan struktural spesifik kami juga relevan dengan upaya biologi sintetik, karena para ilmuwan bertujuan untuk membangun protein aktif yang spesifik lagi.”

Pencarian dipublikasikan di kemajuan ilmu pengetahuan.