თვითრეპლიკატორს, რომელიც ერთდროულად იქმნება და ნადგურდება, შეუძლია ცხოვრების უკეთესი გაგების გამოწვევა
https://rus.sciences-world.com/self-replicator-that-is-simultaneously-created-55078
ვინაიდან ცოცხალი ორგანიზმები ჭამენ, იზრდებიან და თვითაღდგენა შეუძლიათ, ისინი ყველა ნელა იღუპება. ქიმიური თვალსაზრისით, ეს იმიტომ ხდება, რომ სიცოცხლე თერმოდინამიკურად არასტაბილურია, და მისი საბოლოო ნარჩენები თერმული წონასწორობის მდგომარეობაში იმყოფებიან. ეს გარკვეულწილად მტკივნეული აზრია, მაგრამ ის ასევე წარმოადგენს ერთ-ერთ მახასიათებელს, რომელიც თან ახლავს სიცოცხლის ყველა ფორმას.
ახლა, ახალ კვლევაში, მკვლევარებმა შექმნეს თვითრეპლიკატორი, რომელიც ახერხებს თვითორგანიზებას განადგურებასთან ერთად. სინთეზურ სისტემას შეუძლია მკვლევარების ხელშეწყობა, რათა უკეთესად გაიგონ, რა განასხვავებს ბიოლოგიურ ნივთიერებას უფრო მარტივი ქიმიური ნივთიერებისგან, ასევე როგორ უნდა შეიქმნას სინთეზური სიცოცხლე ლაბორატორიაში.
მკვლევარებმა იგნასიო კოლომერმა, სარა მ. მოროუმ და სტივენ ფლეტჩერმა ოქსფორდის უნივერსიტეტიდან გამოაქვეყნეს სტატია ავტორიპლიკატორის შესახებ Nature Communications- ის ბოლო გამოცემაში.
„რეპლიკატორის ფორმირებისა და განადგურების კომბინაცია აძლევს სისტემას მდგრადი რეპლიკაციის შესაძლებლობას, რომელიც ამჟამად მხოლოდ ბიოლოგიური სისტემებისთვის არის დამახასიათებელი, და სისტემა განაგრძობს თვითაღდგენას, სანამ მის კვებას განაგრძობთ“, - განუცხადა ფლეტჩერმა Phys.org- ს.
თვითრეპლიკატორი შედგება მცირე მოლეკულების სისტემისგან, რომელიც შედგება წყალბადისგან და ნახშირბადისგან (ნახშირწყალბადები). თავდაპირველად, სისტემა შეიცავს ორი ტიპის ნახშირწყალბადებს, ჰიდროფობიურს (რომელიც წყალს არ იკარებს) და ჰიდროფილურს (რომელიც წყალში იხსნება), იგი სისტემისთვის ნედლეულს ან "საკვებს" წარმოადგენს. ნახშირწყალბადების ორივე ტიპი გამოყოფილია ინტერფეისით, მაგრამ რუტენიუმის კატალიზატორის დახმარებით მათ შეუძლიათ ურთიერთქმედება საზღვარზე, ქმნიან ამფიფილურ პროდუქტს, რომელსაც აქვს როგორც ჰიდროფობიური, ასევე ჰიდროფილური თვისებები.
იმის მსგავსად, თუ როგორ იზრდება ცოცხალი ორგანიზმები და რეგერირებენ ახალ უჯრედებს, ამფიფილური პროდუქტი წარმოადგენს ავტოკატალიზატორს, რომელსაც აქვს თვითორგანიზების უნარი, ამით იგი ზრდის კონცენტრაციას ან „ზრდას“. ვინაიდან პროდუქტი თვითორგანიზდება და განაგრძობს გამოყოფას ნედლეულიდან ამოწურვამდე, პროდუქტის კონცენტრაცია იზრდება ექსპონენციალურად, ყოველ შემთხვევაში, ცოტა ხნით მაინც. მაგრამ ეს პროდუქტი თერმოდინამიკურად არასტაბილურია, ამიტომ პროდუქტის შექმნისთანავე ის იშლება თერმოდინამიკურად სტაბილურად დამუშავებულ პროდუქდზე. როგორც კი საწყისი ნედლეული ამოიწურება, ჩაქრობის სიჩქარე აღემატება ზრდის ტემპს, და საბოლოოდ მთელი სისტემა ნარჩენებად გადაიქცევა, აღწევს თერმული წონასწორობის დონეს.
შემდეგ მკვლევარებმა ექსპერიმენტში ცვლილებები შეიტანეს, კერძოდ, უფრო მეტი ნედლეული დაამატეს სისტემაში მას შემდეგ, როდესაც ის თავდაპირველად ამოიწურა. ამ ქიმიური საწვავის დამატებამ ამფიფილური პროდუქტის დონის დროებითი ზრდა გამოიწვია, თუმცა ნარჩენების გამოყოფაც გაგრძელდა. როდესაც მკვლევარებმა შეწყვიტეს სისტემაში ნედლეულის შენარჩუნება, საბოლოოდ თვითშეგროვებული პროდუქტი მთლიანად განადგურდა.
ზოგადად, თვითრეპლიცირებადი, არაწონასწორი სისტემის შექმნა აუცილებლად მიემართება თერმული წონასწორობისკენ, და მეცნიერებისთვის ფიზიკურ მოდელს წარმოადგენს, რომლებიც სწავლობენ ცხოვრების ერთსა და იმავე მახასიათებლებს. მომავალში ეს დახმარებას გაუწევს მკვლევარებს გაიგონ, თუ როგორ უნდა შექმნან მინიმალური სიცოცხლე ლაბორატორიაში.
„სინთეზური სიცოცხლის შექმნა ამ დროისთვის უბრალოდ შეუძლებელია“, - თქვა ფლეტჩერმა. „მე მიმაჩნია, რომ ეს გამოწვეულია იმით, რომ ჩვენ ჯერ კიდევ არ გვესმის რა არის სიცოცხლე, და ჯერ რთულია თუნდაც პრიმიტიული ცოცხალი სისტემების შემუშავება. სინთეზური მოდელების შესწავლა და დიზაინი, რომელშიც რთული ფუნქციონალური სისტემების შესაქმნელად შედარებით მარტივი სამშენებლო ბლოკები გამოიყენება, ალბათ, უნდა გასაგები გახდეს, თუ როგორ უნდა მოხდეს ცოცხალ სისტემებში დაფიქსირებული შორეული წონასწორობითი ქცევის სახეობა, და განხორციელდეს სინთეზური სიცოცხლის შექმნის რეალისტური მცდელობები“.
Комментариев нет:
Отправить комментарий
Will be revised