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Sonntag, 22.01.2017
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Laborversuch gibt Einblick in „Ursuppe“

Experiment liefert Hinweis auf Entstehung der Homochiralität

Warum sind in fast allen Organismen Biomoleküle entweder „linkshändig“ oder „rechtshändig“ und niemals gleichmäßig verteilt? An dieser Frage rätseln Wissenschaftler schon seit langem. Jetzt haben Wissenschaftler des Imperial College in London eine chemische Reaktion entdeckt, die diese Einseitigkeit erklären könnte.
Chirale Moleküle in der "Ursuppe"

Chirale Moleküle in der "Ursuppe"

Fast alle Schlüsselmoleküle des Lebens, ob Aminosäuren oder die DNA, besitzen eine deutliche Tendenz dazu, in lebenden Systemen nur mit einer der beiden zueinander spiegelbildlichen Varianten vorzukommen. Evolutionsforscher glauben, dass bei der Entstehung des ersten Lebens auf der Erde ursprünglich alle Moleküle gleiche Anteile der beiden Varianten aufwiesen. Doch durch bislang unbekannte Prozesse begann jeweils eine Form über die andere zu dominieren und die so genannte Homochiralität entstand.

Heute gehören gesteuerte Reaktionen, bei denen gezielt jeweils nur eine Variante eines Moleküls produziert wird, zum normalen Handwerkszeug der Pharmazeuten und Chemiker. Damit diese jedoch fzunktioniert, wird in der Regel eine Schablone, ein Template, gebraucht. „Chemiker können solche Templates machen, um eine Reaktion in die eine oder andere Richtung zu beeinflussen“, erklärt Blackmond. „Aber was passierte zu Beginn der irdischen Evolution, wenn solche Schablonen noch nicht existierten?“

Jetzt haben Forscher um Professor Donna Blackmond demonstriert, dass eine Aminosäure die Entstehung und Konzentration einer bestimmten chiralen Form ihrer selbst auch ohne Schablone beeinflussen kann. Eine solche Möglichkeit war zwar bereits vor 50 Jahren theoretisch posutliert worden, galt aber bislang als experimentell nicht nachweisbar.


In einem den Wissenschaftlern durchgeführten Experiment bildeten die Wissenschaftler die Umweltbedingungen im Labor nach, die in der Frühzeit der Erde wahrscheinlich geherrscht haben. Dann ließen sie darin eine Reaktion ablaufen, die durch die Aminosäure Prolin katalysiert wird und analysierten den Reaktionsverlauf mithilfe der Kalorimetrie. Es zeigte sich, dass das Prolin nicht nur die Reaktion beschleunigte, sondern dabei auch die Entstehung einer der beiden chiralen Formen begünstigte. Beide Eigenschaften liefern erstmals eine funktionierendes Modell für die Reaktionen in der „Ursuppe“. „Diese Arbeit könnte das erste rein organische Komplement in der Suche nach der chemischen Entstehung des Lebens liefern“, erklärt Blackmond.
(Imperial College Of Science, Technology And Medicine, 12.07.2004 - NPO)
 
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