Op zoek naar de klepel

bij dezen en genen

Het protonengradient

De formulering van de hypothese van het protonengradient gaat terug naar de jaren zestig. Dit gradiënt bestaat in alle cellen en is een universeel kenmerk van het leven net als het DNA en verwanten er de universele informatiedragers van zijn. Hoe komt het dat dit kenmerk zo universeel is? Nick Lane schrijft er een mooi artikel over en laat zien dat dit alles te maken heeft met de plek waar het leven mogelijk is ontstaan.

Image

Protonenkanaal, geassocieerd met ATPsynthetase. Klik op het plaatje om deze animatie te zien.

Een proton is het ion van waterstof en wordt weergegeven als H+. Omdat het elektron ontbreekt is de lading positief en het ion is simpelweg de kern van het waterstofatoom. Een gradiënt van deze protonen betekent een verschil in concentratie van protonen aan weerszijden van een semipermeabel membraan (of een poreuze wand zoals we later zullen zien).

Verschillende concentraties aan weerszijde van een semipermeabel membraan ‘zoeken’ altijd naar een evenwicht. Maar ionen zoals H+ kunnen dit membraan vanwege hun lading niet passeren. Dit heeft te maken met ladingen en hydrofobe en hydrofiele eigenschappen van respectievelijk het membraan en het ion. In de levende membranen zoals we die in cellen kennen bestaan er evenwel kanalen van eiwitten die de ionen laten passeren. Deze turbine wekt energie op die opgeslagen wordt in een molecuul van ATP (het universele ‘energie’-molecuul waarin de fosfaatverbindingen energie vasthouden). Op deze manier wordt het evenwicht wel snel opgeheven, maar door het voortdurend pompen van speciale protonenpompen wordt het evenwicht nooit bereikt. De pompen herstellen voortdurend het gradiënt. Het leven is geen perpetuum mobile dus de werking van deze pompen gaat ten koste van de verbranding van suikers, waarbij het zuurstof als elektronen acceptoor dient en waarbij water en kooldioxide (CO2) gevormd worden.

Dit alles speelt zich af in de mitochondriën, de kleine energie-fabriekjes in ieder van onze cellen. Efraim Racker was reeds in de jaren veertig in staat aan te tonen dat de afbraak in anaerobe condities van suiker te koppelen is aan de productie van ATP. Het gaat hier om pure chemie omdat de fosfaatgroepen direct van het suiker naar het ADP overgebracht worden om ATP te vormen. Het bleek een stoichiometrisch proces te zijn, d.w.z. de afbraak van een suiker leverde 1 of 2 ATP’s op. Tot zover was alles duidelijk. Men heeft daarna op dezelfde manier gekeken naar de aerobe condities waarbij suikers verbrand worden. Het bleek dat er hier geen sprake was van stoichiometrie: het bleek dat een glucose verschillende hoeveelheden ATP produceerden; tussen de 28 en 38 ATP’s en nooit een geheel getal ! Aerobische respiratie is dus niet stoichiometrisch en dus niet chemisch. Op basis van deze gegevens formuleerde Peter Mitchell de ‘proton motive force’ (1961). Men ontdekte pas later de structuur van de eiwit moleculen als die van de turbines en pompen die zich in het membraan bevinden die verantwoordelijk zijn voor deze proton aandrijfkracht.

De protongradienten drijven niet alleen energieproductie in mitochondriën aan (dus van alle dieren- en platencellen) maar ook in bacteriën en archaea. De protongradienten en de bijbehorende kanalen en pompen zijn ook van essentieel belang voor de homeostase van iedere cel. De vraag die Mitchell niet kon beantwoorden is waarom protonen deze universele rol hebben. Het antwoord ligt volgens Michael Russell in de alkalische hydrothermale diepzeebronnen die langs de Mid-Atlantische Rug liggen.

Image

Een half ATP winst bij de reductie van een molecuul CO2

Hier konden zich door de semipermeabele wand van de ‘schoorsteen’ protongradienten vormen. Toen de aarde nog zonder leven was, waren de zeeën licht zuur (pH laag en H+ hoog) vanwege de hoge concentratie van CO2 in de atmosfeer. Het pH ligt in de bronnen wel vier punten hoger en bevat veel minder H+. Ook hier bestond dus een protonengradient met dezelfde polariteit en met ongeveer dezelfde ‘helling’ als die in onze cellen (200mV). Het eerste leven heeft een manier moeten vinden om dit gradiënt te exploiteren. Wat leven doet is CO2 reduceren. Om CO2 te laten reageren moet er een drempel overwonnen worden. Dat kost energie. Die energie is mogelijk uit de natuurlijke protongradienten van de bronnen voortgekomen. Als CO2 helemaal gereduceerd is tot CH4 (methaan) dan komt daar een 0,5 ATP netto uit voort. En dat is de energie die doet leven.

Uit: Why are cells powered by proton gradients ? by Nick Lane

29 Reacties op “Het protonengradient

  1. gert korthof december 17, 2012 om 10:04

    Marleen, je hebt het aangedurft over een zeer technisch-chemisch onderwerp te bloggen. complimenten.
    Ik probeer het te volgen, maar chemie is niet mijn sterkste kant.🙂 Na de eerste drie paragrafen gelezen te hebben raak ik de kluts kwijt. Je schrijft: “De pompen herstellen voortdurend het gradiënt. Het leven is geen perpetuum mobile dus de werking van deze pompen gaat ten koste van de verbranding van suikers”.
    Dan vraag ik mij af als het instandhouden van die protonengradient net zoveel energie kost als het oplevert waarom wordt het dan gedaan? Waar zit de winst?

    Verder is het natuurlijk intrigerend dat lokale en tijdelijke omstandigheden in het verleden ten tijde van het ontstaan van het leven geleid zouden hebben tot een permanente eigenschap van al het leven…
    (als het waar is)

  2. Marleen december 17, 2012 om 12:21

    Gert, Dank voor je compliment. Het is inderdaad lastig om het na te vertellen wat Nick Lane zo goed uitlegt.

    De winst zit hem in de grafiek die in mijn bericht staat. Het kenmerk van leven is dat CO2 gereduceerd wordt tot CH4. Dat is een helling van hoge naar lage energie. Maar CO2 is zo’n stabiel molecuul dat het eerst ATP kost om het te reduceren. Na de complete reducering tot CH4 is de opbrengst 1,5 ATP, dus een 0,5 ATP winst.
    Nu heb ik zelf zitten puzzelen. Er bestaan thermophile methanobacterien die CO2 omzetten in CH4 waarbij verschillende electronen acceptoren als SH2 mogelijk zijn. Het kan zijn dat dit een van de eerste bacterien waren die voortkomen uit de alkalinische hydrothermale bronnen. Over hun metabolisme heb ik helaas niet veel kunnen vinden. Behalve dat het stoichiometrisch is.
    CO2 + 4H2 –> CH4 + 2H2O

    Inderdaad Gert, als het waar is. Ik denk wel dat Nick Lane het bij het rechte eind heeft. Het kan bijna niet anders…

  3. harry pinxteren december 17, 2012 om 12:47

    Marleen,

    “Aerobische respiratie is dus niet stoichiometrisch en dus niet chemisch”.

    Kun je misschien eenvoudig toelichten wat je bedoelt? Je hebt het hier toch ook over de ‘verhouding van elementen’, alleen nu met zuurstof erbij. Toch? Dus wat is het verschil? En als het niet chemisch is wat is het dan?

  4. Marleen december 17, 2012 om 14:00

    Harry,
    Stoichiometrisch betekent dat er aan beide zijde van de reactie evenveel atomen zijn en dat moleculen in hele getallen voorkomen. Een reactie waarin er uiteenlopend tussen 28 en 38 ATP’s worden gevormd zonder hele getallen kan dus eigenlijk niet. Dit betekende dat er geen molecuul bestond dat een fosfaatgroep overdroeg aan ADP om ATP te vormen. Geen chemische reactie en dus kwam Mitchell tot de conclusie dat het om proton aandrijfkracht moest gaan. Het is daarbij de ‘stroom’ aan protonen, die bepalen hoeveel ATP er gemaakt wordt. Dat kunnen er vier of 10 zijn voor een ATP dat weet ik niet, maar de hoeveelheid protonen die een ATP produceren is vast min of meer variabel. Dit kan betekenen dat de productie van één ATP de consumptie van 2 O2 kost, de verhoudingen ken ik niet. Het is wel zo dat om twee moleculen water (H2O) te produceren er een molecuul O2 nodig is plus vier H+ en vier electronen. Verder kom ik niet.

    Als het niet chemisch is wat is het dan wel ? Misschien electrochemisch, misschien electrisch en moet het geschaard worden onder een fenomeen binnen de fysica. Ik weet niet onder welk hoofdstuk het dan valt. We kunnen het Eelco vragen…

    Hier moet wel ergens het verband gezocht worden tussen fysica, chemie en biologie. Dit gedeelte laat iemand als Pross waarschijnlijk buiten beschouweing. Hij bekijkt de vorming van replicatoren zonder er bij te vertellen waar de energie vandaan komt.

  5. nand braam december 17, 2012 om 16:54

    @ Marleen

    1.Je zegt: “Het is wel zo dat om twee moleculen water (H2O) te produceren er een molecuul O2 nodig is plus twee H+ en twee electronen.”

    Om twee moleculen H2O te produceren is er 1 molecuul O2 nodig plus 4 protonen (H+) plus 4 electronen.

    2.Strikt genomen bestaan er in waterig milieu geen lossen protonen. 1 proton (H+-ion) vormt met 1 H2O-molecuul één hydronium-ion (H3O+-ion). Voor het gemak wordt dit meestal weggelaten.

  6. Marleen december 17, 2012 om 17:17

    Nand, 1. Dat had ik inmiddels verbeterd. Dat sommetje klopte inderdaad niet. Dank je.

    2. Dat is heel goed mogelijk. Maar iedereen spreekt van protonen en ik krijg sterk de indruk dat het in onze cellen wel degelijk om protonen gaat. Dat zijn immers de eenheden die het membraan potentiaal bepalen en het zijn de protonen die via de kanalen en de pompen het membraan doorgaan. Het zijn niet de hydronium-ionen die door het membraan gaan maar de protonen.
    Ik zal eens kijken of daar iets over te vinden is op het net.

  7. nand braam december 17, 2012 om 20:18

    @ Marleen

    “Men heeft daarna op dezelfde manier gekeken naar de aerobe condities waarbij suikers verbrand worden. Het bleek dat er hier geen sprake was van stoichiometrie: het bleek dat een glucose verschillende hoeveelheden ATP produceerden; tussen de 28 en 38 ATP’s en nooit een geheel getal ! Aerobische respiratie is dus niet stoichiometrisch en dus niet chemisch”

    Dit blijf ik toch merkwaardig vinden. Chemie staat voor een blijvende verandering van stoffen. Als in het lichaam glucose (C6H12O6) wordt omgezet onder aerobe omstandigheden (met O2) tot CO2 en H2O is de uitgangsstof glucose daadwerkelijk blijvend veranderd. Waarom mag het dan geen chemie heten? De complete aerobe dissimilatie levert 36 ATP op, in theorie tenminste. In de praktijk levert het bijna altijd minder op, omdat bijvoorbeeld het vervoer van de moleculen ook energie kost.

    Kortom wat is er tegen dit schema:

    http://nl.wikipedia.org/wiki/Aerobe_dissimilatie

    Maar zelfs als het energie-effect anders zou zijn dan in dit artikel aangegeven b.v. er is ook een protonenpomp in het spel. Waarom mag het dan geen chemie meer heten? Het eindresultaat blijft hoe dan ook toch dat de uitgangsstof glucose blijven veranderd is in CO2 en H2O volgens de totaalvergelijking (nu zonder vermeld energie-effect):

    C6H12O6 + 6O2 levert op 6H2O +6CO2.

    @ Marleen
    “Men heeft daarna op dezelfde manier gekeken naar de aerobe condities waarbij suikers verbrand worden. Het bleek dat er hier geen sprake was van stoichiometrie: het bleek dat een glucose verschillende hoeveelheden ATP produceerden; tussen de 28 en 38 ATP’s en nooit een geheel getal ! Aerobische respiratie is dus niet stoichiometrisch en dus niet chemisch”
    Dit blijf ik toch merkwaardig vinden. Chemie staat voor een blijvende verandering van stoffen. Als in het lichaam glucose (C6H12O6) wordt omgezet onder aerobe omstandigheden (met O2) tot CO2 en H2O is de uitgangsstof glucose daadwerkelijk blijvend veranderd. Waarom mag het dan geen chemie heten? De complete aerobe dissimilatie levert 36 ATP op, in theorie tenminste. In de praktijk levert het bijna altijd minder op, omdat bijvoorbeeld het vervoer van de moleculen ook energie kost.
    Kortom wat is er tegen dit schema:
    http://nl.wikipedia.org/wiki/Aerobe_dissimilatie

    Maar zelfs als het energie-effect anders zou zijn dan in dit artikel aangegeven b.v. er is ook een protonenpomp in het spel. Waarom mag het dan geen chemie meer heten? Het eindresultaat blijft hoe dan ook toch dat de uitgangsstof glucose blijven veranderd is in CO2 en H2O volgens de totaalvergelijking (nu zonder vermeld energie-effect):
    C6H12O6 + 6O2 levert op 6H2O +6CO2.

  8. Marleen december 17, 2012 om 23:02

    Nand,

    Deze reacties mogen van mij best chemisch genoemd worden. Het gaat erom dat de fosfaatgroep niet door een molecuul overgedragen wordt aan het ATP. Het is namelijk de stroom aan protonen die energie oplevert die zorgt dat de fosfaatgroep aan het ADP gekoppeld wordt om ATP te vormen. Dat is waarom het niet chemisch genoemd wordt om dit onderscheid te kunnen maken. Het is wellicht eerder een electrochemisch of natuurkundig proces. Dat is tenminste hoe ik het begrepen heb. Het hele fenomeen wordt dan ook uitgebreid bestudeerd door natuurkundigen.

  9. nand braam december 18, 2012 om 07:51

    @ Marleen

    Ik zou zeggen dat het bedoelde onderzoeksgebied valt onder het vakgebied van de fysische chemie.

  10. Marleen december 19, 2012 om 01:12

    Nand, dat lijkt me een goede categorie. Waar het mij eigenlijk om ging was dat er rond dit protonengradient drie wetenschappelijk disciplines samenkomen. De fysica gaat (via de fysische chemie) over in de chemie die op haar beurt (via de biochemie) weer overgaat in de biologie. Er bestaat hier een drempel tussen de overgang van dode in levende materie. Maar dat is een ander onderwerp waar wellcht nog een blogje mijnerzijds van komt.

  11. gert korthof december 19, 2012 om 09:20

    Marleen, als de semipermeabele membraan en een eiwit kanaal essentieel zijn voor de protonengradient, dan is de vraag onvermijdelijk: waar komen de membraam en eiwitkanaal vandaan? zijn die spontaan ontstaan uit chemische bouwstenen bij de oorsprong van het leven of zijn dat ge-evolueerde structuren? Zegt het artikel daar iets over?

  12. Marleen december 19, 2012 om 14:37

    Gert, Ik weet niet meer waar het geschreven staat nu, en het staat niet in dit artikel, maar Lane denkt dat de microporien in de wand van de schoorsteen van de alkalinische diepzeebron in ieder geval als membraan konden functioneren. Het is een feit dat er een gradient bestaat over deze wand.
    Het is natuurlijk wel wat anders daar proteinen en speciale lipiden terug te vinden. Maar hij denkt dat de porien in eerste instantie als cel hebben gefunctioneerd, waarin de macromoleculen (nucleinezuren, proteinen, lipiden) zich vanuit monomeren konden vormen.
    Er is een artikel over de onvermijdelijkheid van het metabolisme, maar dat is me iets te moeilijk.:
    http://iopscience.iop.org/1478-3975/10/1/011001/article

    Vandaag of morgen komt er een nieuwe publicatie van Nick Lane tweette Ed Yong. Ik weet niet in welk journal, maar Ed Yong zal het wel vertellen.

  13. Marleen december 19, 2012 om 22:22

    Gert, het zijn de mineralen uit de gesteenten als olivine die de eerste catalysators waren. Dat lijkt ook de reden te zijn dat veel proteinen van de respiratieketen nu nog steeds Koper en Ijzersulfide bevatten.

    Lane schrijft o.a.: “Such reactions are likely to have coated the pore walls with hydrophobic hydrocarbons, giving rise to the first rudimentary, and probably fragmentary, membranes, which did not hinder flow, but did foster the beginnings of membrane chemistry (Lane et al., 2010).”

    Het hele artikel is hier te lezen:
    http://journalofcosmology.com/Abiogenesis107.html

  14. gert korthof december 20, 2012 om 09:37

    Marleen, het artikel dat je linkt The compositional and evolutionary logic of metabolism is een indrukwekkend review artikel. Het is bijna een boek zo lang! De plaatjes zijn prachtig. Het lijkt mij een ‘metabolism-first theory of the origin of life’: eerst ontstaat metabolism, later wordt een genetisch systeem toegevoegd met replicatie, transcriptie en translatie.
    Ze hebben het over geochemically-embedded theory of the emergence of metabolism. Er wordt wel aandacht besteed aan het ontstaan van RNA en de genetische code in par 6. Ook daar blijkt volgens mij het metabolism-first standpunt…

  15. Marleen december 20, 2012 om 16:28

    Gert, je korte maar duidelijke samenvatting zorgt er misschien wel voor dat ik de review serieus zal proberen te lezen. Want de ‘geochemically-embedded theory of the emergence of metabolism’, daar wil ik eigenlijk alles over weten. Het is alleen erg abstract geschreven. Er wordt gesproken van ‘modules’ en ondanks dat daar een definitie van wordt gegeven, lijkt het mij een erg vaag begrip. Maar met de vakantie voor de deur, wie weet.

  16. gert korthof december 20, 2012 om 21:42

    Marleen, op ScienceDaily staat een handige samenvatting!!! Ik heb uiteraard ook niet het hele artikel gelezen!!!

  17. Marleen december 20, 2012 om 21:51

    Gert, Dank je !

    Maar we hebben nu iets veel mooiers bij de hand. Ze lijken er uit te zijn:
    Zojuist gepubliceerd:
    Nick Lane en Bill Martin in Cell (vrij toegankelijk)
    http://www.cell.com/fulltext/S0092-8674(12)01438-9#MainText

    Ed Yong:
    http://www.nature.com/news/how-life-emerged-from-deep-sea-rocks-1.12109

  18. gert korthof december 21, 2012 om 09:14

    Marleen, Ook dank voor je nieuwe verwijzing. Lane en Martin lijken ook van de metabolism-first school te zijn.
    Metabolism-first modellen zetten letterlijk en figuurlijk genetische replicatie op de tweede plaats. Koonin zet replicatie op de eerste plaats als ik het goed begrijp. NU als de Koonin-threshold op replication-first model berust, dan zouden de nieuwe replication-first modellen een mogelijke manier zijn om aan de Koonin-threshold te ontsnappen! en dat zou een belangrijk resultaat zijn!

  19. gert korthof december 21, 2012 om 09:16

    correctie: “dan zouden de nieuwe replication-first modellen een mogelijk” moet natuurlijk zijn: de nieuwe metabolism-first modellen.

  20. Marleen december 21, 2012 om 09:48

    Gert,

    Helemaal mee eens. Dat was eigenlijk ook mijn eerdere verhaal betreffende de vergelijking tussen Lane en Koonin. De treshold komt op deze manier behoorlijk veel lager te liggen.
    https://ascendenza.wordpress.com/2012/11/03/alkalische-hydrothermale-bronnen-en-de-rna-wereld-lane-vs-koonin/
    Het leven lijkt intrinsiek te zijn aan de samenstelling van de aardkorst en de geochemische processen die zich er toen afspeelden. Vandaar dat mensen als Lane, Martin en Russell op iedere planeet waar rotsen en water is leven verwachten. Lane ziet daarentegen een belangrijke treshold in het ontstaan van meercellig leven. Hij vertelt in zijn laatste lectures (2012) hoe extreem onwaarschijnlijk het is dat een prokaryoot een andere prokaryoot opslokt en dat hun samenwerking zo gefinetuned raakt (het genoom in de mitochondrien en dat in de celkern) dat dit een levensvatbare eukaryoot oplevert. Het is volgend hem dan ook zeer onwaarschijnlijk dat we meercellige organismen zullen aantreffen in het heelal.

    Vreemd dat iedereen zo rustig blijft. Lane’s werk is zeker de beste en meest plausibile hypothese die er tot nu toe is. Maar we zullen er vast nog veel meer over horen in de nabije toekomst.
    Ik ga zeker door met bloggen, maar het zoeken naar de klepel lijkt wel zo ongeveer ten einde. Misschien leuk om het artikel stap voor stap te ontleden in de komende blogs, maar dat is iets voor volgend jaar.

  21. gert korthof december 21, 2012 om 11:07

    Marleen, hoe kun je stoppen met je blog of met vakantie gaan als het spannend wordt?!
    De belangrijke vraag is nu: helpen de nieuwe metabolism-fist modellen om de Koonin-threshold te overbruggen? maw: helpen ze bij de synthese van RNA polymeren die lang genoeg zijn om zichzelf betrouwbaar genoeg te repliceren? hoe belangrijk de nieuwe modellen ook zijn, de vraag blijft geven ze aanknopingspunten naar een RNA-world? of DNA-protein-world? Als we RNA-vrije, eiwit-vrije protocellen hebben, hoe kan dat de transitie vergemakkelijken naar een DNA-eiwit wereld met replicatie, transcriptie, translatie, ribosomen?
    Tenslotte zijn ‘modern anaerobic autotrophic prokaryotes’ gebaseerd op een DNA-eiwit systeem! Dus die overstap moet gemaakt worden. Als jij vindt dat er nooit een RNA-world heeft bestaan, vertel me eens hoe de transitie naar een DNA-eiwit wereld heeft plaatsgevonden?!

    En: volgens jouw introduceert Lane een eigen threshold? de multicellular threshold?

  22. Marleen december 21, 2012 om 11:41

    Gert, tja, die vakantie was al gepland. Bijna jammer inderdaad.

    Er wordt in het artikel niet gesproken over hoe de ‘informatiedragers’ tot stand komen.
    Heel waarschijnlijk was het eerste energie-molecuul een Ferrodoxine, een proteine met ijzer en zwavel. Maar dat is in tweede instantie ATP geworden. Wellicht is er pas vanaf dat moment een begin te zien in de oorsprong van de informatiedragers als RNA en DNA, ATP is tenslotte een nucleotide. Ik heb geen idee.
    De cellen die onafhankelijk werden van de diepzeebron, na de Na+/H+ antiporti te hebben ontwikkeld, hadden al behoorlijk wat eiwitten.
    Het is waarschijnlijk dat processen als eiwitvorming en RNA-vorming tegelijkertijd plaatsvonden in de protocellen. Dat de RNA-wereld zich binnen de protocellen zou bevinden maakt dat het hele plaatje totaal anders wordt….daar moet over gedacht worden.

    Het moet een vrij chaotische chemisch chemisch cytoplasma geweest zijn zoals dit boek van Peter M. Hoffmann beschrijft (Ik moet het nog lezen):
    http://www.amazon.com/gp/product/0465022537/ref=as_li_ss_tl?ie=UTF8&tag=teachbiolo-20&linkCode=as2&camp=1789&creative=390957&creativeASIN=0465022537

    De transitie van RNA naar DNA is duidelijk beschreven door Patrick Forterre. Het is ook maar een model maar wel erg mooi. Hij beschrijft hoe de eertse RNA-cellen geinfecteerd werden door virussen.
    https://ascendenza.wordpress.com/2011/01/17/luca-en-virussen/

    Over de ‘multicellulaire treshold’ vertelde Nick Lane bijzonder veel interessants. De eerste link legt het in 4 minuten uit:

    De tweede in 38:

  23. gert korthof december 22, 2012 om 13:22

    Oh Gelukkig!!
    Ter overdenking onder de Kerstboom of tijdens het Kerstdiner:

    De protocellen van Lane en andere metabolism-first aanhangers: zijn eiwit- en dus enzyme loze levensvormen. Ze hebben wel lipiden en koolhydraten en misschien aminozuren. Maar wat heb je aan aminozuren in een protein-free world: Géén RNA, géén DNA, géén eiwitten, géén enzymen. (voordeel: scheelt een hoop energie!)
    Komen er volgens jou eiwitten voor in de protocellen? Volgens welke specificaties worden die eiwitten gesynthetiseerd als er géén genen zijn die voor eiwitten coderen? Het enige alternatief is: eiwitten met een random aminozuur volgorde…
    :=)

  24. Marleen december 22, 2012 om 17:45

    Gert,

    Het Kerstdiner is wat mij betreft nog te ver weg🙂

    In zijn artikel geeft Lane aan de protocellen met de energie van het protongradient de essentiele monomeren kunnen maken met behulp van bepaalde mineralen (Fe-S o.a.) als catalysators: suikers, basen, aminozuren. Ik stel me zo voor dat al deze ‘ingredienten’ elkaar voortdurend tegenkomen en dat daar vroeg of laat inderdaad eiwitten en strengen RNA uit ontstaan. Ernesto DiMauro toonde aan dat zich spontaan strengen van RNA kunnen vormen in water:

    https://ascendenza.wordpress.com/2010/04/23/het-laatste-stukje-van-de-puzzel/

    Er vormden in deze enorme gemengde massa wellicht ook tRNA’s die als *eerste de code bepaalden. In eerste instantie zijn dat er 10 geweest:

    https://ascendenza.wordpress.com/2012/01/02/over-de-evolutie-van-de-genetische-code/

    Nu hoef je natuurlijk al die oude blogs niet helemaal te lezen want vaak staat de essentiele informatie aan het eind van die blogs.

    Ik stel me voor dat het in de protocellen een rommelige brij aan willekeurige moleculen die door natuurlijke selectie uitgekristalliseerd worden. Het zal wel nooit aangetoond kunnen worden maar het zou me niet verbazen als eiwitten en RNA’s (waaronder rybozymen en tRNA’s) zich spontaan vormden. De aaneenrijging van aminozuren zou dan inderdaad random zijn.

    *Het is misschien een beetje voorbarig in protocellen te spreken van tRNA’s want dan hebben we het al over DNA. Volgens Patrick Forterre is dat een veel later fenomeen waarbij virussen het RNA van de eerste cellen omzet in het stabielere DNA.

  25. harry pinxteren december 24, 2012 om 10:34

    marleen
    en Gert ook
    jullie ook prettige kerst en de beste wensen voor 2013.

  26. Marleen december 24, 2012 om 12:56

    Dank je Harry, Voor jou ook een fijne Kerst en gelukkig nieuwjaar.

  27. gert korthof december 26, 2012 om 14:11

    Marleen en Harry en iedere andere blogger ook prettige kerst-dagen (met terugwerkende kracht) en andere niet-christelijke dagen en prettig blogjaar 2013! Wat niet weg neemt dat ik natuurlijk doorga met bloggen zo lang ik kan…

Praat mee en laat hier uw reactie achter

Vul je gegevens in of klik op een icoon om in te loggen.

WordPress.com logo

Je reageert onder je WordPress.com account. Log uit / Bijwerken )

Twitter-afbeelding

Je reageert onder je Twitter account. Log uit / Bijwerken )

Facebook foto

Je reageert onder je Facebook account. Log uit / Bijwerken )

Google+ photo

Je reageert onder je Google+ account. Log uit / Bijwerken )

Verbinden met %s

Zwervende gedachten

Een filosoof over argumentatie, biologie, handelingstheorie en wat hem verder invalt

Jonas Bruyneel

Literatuur/Journalistiek/Muziek

mjusicamanti.wordpress.com/

per amanti della vera musica

SangueVivo

Ancora solo un battito in più

Microplastics

INTERREG MICRO PROJECT

Scientia Salon

Philosophy, Science, and all interesting things in between

Infinite forme bellissime e meravigliose

si sono evolute e continuano a evolversi

Vita da simbionte

perché collaborare è talvolta meglio che combattere

Meneer Opinie

Altijd een mening, maar niet altijd gehinderd door kennis van zaken

The Cambrian Mammal

An evo-devo geek's scientific meanderings

Evolutie blog

bij dezen en genen

The Finch and Pea

The Public House for Science...

voelsprieten

* wonder van het alledaagse *

the aphid room

All about aphids... not simply bugs|

kuifjesimon

Just another WordPress.com site

The Amazing Comics Men

Comics by Dutch cartoonists Jan the Stripman & Wim the Mysterious Helpman

Barbara Jansma

Prenten, spotprenten en schilderijen

%d bloggers op de volgende wijze: