Como a vida se originou? E os cientistas podem criar vida? Estas questões não só ocupar as mentes dos cientistas interessados na origem da vida, mas também pesquisadores que trabalham com a tecnologia do futuro. Se podemos criar sistemas vivos artificiais, podemos não apenas entender a origem da vida - também pode revolucionar o futuro da tecnologia.
Protocélulas são os mais simples, os sistemas vivos mais primitivos, você pode pensar. O ancestral mais antigo da vida na Terra foi um protocélulas, e quando vemos, o que finalmente conseguiu evoluir para, entendemos por que a ciência é tão fascinado com protocélulas. Se a ciência pode criar um protocélulas artificial, temos um ingrediente básico para a criação de vida artificial mais avançada.
No entanto, a criação de um protocélulas artificial está longe de ser simples, e até agora ninguém conseguiu fazer isso. Um dos desafios é criar as cordas de informação que podem ser herdadas pelos descendentes de células, incluindo protocélulas. Tais cadeias de informação são como DNA ou RNA modernas cordas, e eles são necessários para controlar o metabolismo celular e fornecer a célula com instruções sobre como dividir. Se uma célula filha depois de uma divisão tem uma informação ligeiramente alterada (talvez ele fornece um metabolismo um pouco mais rápido), eles podem ser mais apto a sobreviver. Os mesmos que podem ser seleccionados, e uma evolução foi iniciado.
Agora, pesquisadores do Centro de Tecnologia Fundamental de estar (Flint), do Departamento de Física, Química e Farmácia da Universidade do Sul da Dinamarca, descrevem na revista Europhysics Letters, como eles, em um experimento de computador virtual, descobriram cordas de informação com propriedades peculiares.
"Encontrar mecanismos para criar cadeias de informação são essenciais para pesquisadores que trabalham com a vida artificial," cabeça de Flint, Steen Rasmussen. Em primeiro lugar longo cadeias moleculares são decompostos em água. Isso significa que longas seqüências de informação "quebrar" rapidamente na água e se transformar em muitas seqüências curtas. Assim, é muito difícil manter uma população de cadeias longas ao longo do tempo.
Em segundo lugar, é difícil fazer estas moléculas replicar sem o uso de enzimas modernas, que é mais fácil fazer uma chamada de ligação. A ligação é conectar qualquer combinação de duas cordas mais curtas em uma seqüência mais longa, assistida por outra correspondência mais string. A ligadura é o mecanismo usado pelas SDU-pesquisadores.
"Em nossa simulação de computador - nosso laboratório molecular virtual - informações cordas começaram a reproduzir rapidamente e eficientemente como esperado No entanto, fomos surpreendidos ao ver que o sistema rapidamente desenvolveu um número igual de cadeias de informação curtas e longas e, ainda, que uma forte seleção padrão. . nas cordas havia ocorrido Pudemos ver que os padrões só muito específicas de informação sobre as cordas eram para ser visto nas cordas sobreviventes Estávamos intrigados.: Como poderia ocorrer uma seleção tão coordenada de cordas, quando sabíamos que não tinha programado . A explicação tinha que ser encontrada na forma como as cordas interagem uns com os outros ", explica Steen Rasmussen.
Segundo Steen Rasmussen, a chamada rede autocatalítico de auto-organização foi criada no pote virtual, em que ele e seus colegas derramou os ingredientes para cordas de informação.
Uma rede é uma rede de auto-catalítico de moléculas, que catalisa a produção de um do outro.Cada molécula pode ser formada por pelo menos uma reacção química na rede, e cada reacção pode ser catalisada por pelo menos uma outra molécula na rede. Este processo irá criar uma rede que exibe uma forma primitiva de metabolismo e um sistema de informação que se reproduz de geração em geração.
"Uma rede de auto-catalítico funciona como uma comunidade, cada molécula é um cidadão que interage com outros cidadãos e, juntos, ajudar a criar uma sociedade", explica Steen Rasmussen.Este conjunto autocatalítico rapidamente evoluiu para um estado onde as cadeias de todos os comprimentos existia em concentrações iguais, o que não é o que é normalmente encontrado. Além disso, as cordas selecionados tinham padrões muito semelhantes, o que também é incomum.
. "Poderíamos ter descoberto um processo similar aos processos que inicialmente provocou a primeira vida que, claro, não sei se a vida realmente foi criado dessa forma - mas que poderia ter sido um dos passos Talvez um processo similar criado suficientemente elevado. concentrações de mais informação cordas quando o primeiro protocélulas foi criado ", explica Steen Rasmussen.
Os mecanismos subjacentes a formação e seleção de cadeias de informação eficazes não são apenas interessantes para os pesquisadores que estão trabalhando para criar protocélulas. Eles também têm valor para os pesquisadores que trabalham com a tecnologia do futuro, como fazem no Centro FLINT.
"Buscamos maneiras de desenvolver a tecnologia que é baseada em processos vivos e realistas. Se tivermos sucesso, teremos um mundo onde os dispositivos tecnológicos pode reparar-se, desenvolver novas propriedades e ser re-utilizado. Por exemplo, um computador feito de materiais biológicos coloca muito diferente - e ambientalmente menos estressantes - Requisitos para a produção e eliminação ", diz Steen Rasmussen.
http://epljournal.edpsciences.org/articles/epl/abs/2014/14/epl16388/epl16388.html
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