EvolutionDebatMyterHistorieUdstillingerUndervisningNyhederDarwinarkivet

Makromolekylernes opståen

Levende organismer er komplekse og består af komplekse molekyler, som dannes ud fra simple stoffer. I celler følger deres syntese komplicerede stofskifteveje, som kræver tilstedeværelsen af komplekse molekyler. Desuden skal reguleringen af syntesen være meget fint koordineret. Hvordan er det gået til i en verden uden faste cellulære rammer? To centrale makromolekyler er proteiner og kernesyre (DNA og RNA). Opbygningen (polymerisering) af disse molekyler ud fra små byggesten (monomere) kræver energi og forløber under fraspaltning af vand. Modsat leverer spaltning af makromolekylerne energi.

Da den kemiske ligevægt ligger på monomersiden, har polymeriseringsreaktioner og dermed opbygningen af makromolekyler brug for en energikilde. Dette betyder, at der fra den tidligste fase i livets opståen var brug for en pålidelig energikilde. I dag er ATP den universelle energibærer. Problemet med ATP er, at dens dannelse kræver proteiner, som kan fremme syntesen af ATP.

Som muligt alternativ, eller rettere sagt forløber for ATP, foreslås polyfosfat, som består af en kæde af uorganiske fosfatmolekyler. Polyfosfatspaltning ved energikrævende processer bruges af organismer den dag i dag. Selv om polyfosfatsyntesen er uafhængig af proteiner, kræver det dog særlige fysiske forhold (lav vandkoncentration), at syntesen forløber spontant. Desuden er polyfosfats levetid i en vandig opløsning kun kort, da det spaltes spontant.

Følgende hændelsesforløb ville fremme dannelse af polyfosfat: Fosfatholdige opløsninger inddampes, for eksempel i lavvandede havområder, da fjernelsen af vand fremmer syntesen af polyfosfat. For at kunne blive tilgængelig for polymeriseringsreaktioner skal området oversvømmes og polyfosfat blandes med de andre molekyler. Derefter spaltes polyfosfat, og energien bruges til opbygning af andre polymere stoffer som for eksempel proteiner. Dannelsen af makromolekyler kræver således skiftende udtørrings- og oversvømmelsesperioder. Der mangler dog en eksperimentel efterprøvning af det beskrevne forløb.

Alternative scenarier kobler polymeriseringen til reaktioner med sulfidforbindelser (se Wächtershäusers pyritverden).

Skrevet af Kai Finster