Vesikelbildung aus reaktiven Tensiden

Zepik, Helmut H.; Walde, Peter; Ishikawa, Takashi

doi:10.1002/ange.200704022

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“…Fatty acids and fatty alcohols serve as typical examples of molecules with self‐assemply capabilities that can spatially orient neighboring molecules. Phospholipids in the cells of modern organisms as well as amphiphilic zwitterionic gemini surfactants3, 4 also show these characteristics.…”

Section: Self‐assembly Of Amphiphiles Into Cell‐like Vesicles: a Pmentioning

confidence: 98%

“…These reactions include rudimentary photosynthesis, as well as the generation of RNA and protein monomers, followed by the synthesis of templating molecules in the interior space of vesicles 1. In this context, it is widely believed that the design of an artificial cell, namely a highly simplified version of a biological cell, might be achievable in the near future4, 83 as an imaginable goal 46. If these predictions are right, we should be hearing about some dramatic findings very soon.…”

Section: Summary and Outlook: From Amphiphiles To Living Cellsmentioning

confidence: 99%

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On the Origin of Primitive Cells: From Nutrient Intake to Elongation of Encapsulated Nucleotides

et al. 2010

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Recent major discoveries in membrane biophysics hold the key to a modern understanding of the origin of life on Earth. Membrane bilayer vesicles have been shown to provide a multifaceted microenvironment in which protometabolic reactions could have developed. Cell-membrane-like aggregates of amphiphilic molecules capable of retaining encapsulated oligonucleotides have been successfully created in the laboratory. Sophisticated laboratory studies on the origin of life now show that elongation of the DNA primer takes place inside fatty acid vesicles when activated nucleotide nutrients are added to the external medium. These studies demonstrate that cell-like vesicles can be sufficiently permeable to allow for the intake of charged molecules such as activated nucleotides, which can then take part in copying templates in the protocell interior. In this Review we summarize recent experiments in this area and describe a possible scenario for the origin of primitive cells, with an emphasis on the elongation of encapsulated nucleotides.

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Section: Self‐assembly Of Amphiphiles Into Cell‐like Vesicles: a Pmentioning

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Section: Summary and Outlook: From Amphiphiles To Living Cellsmentioning

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On the Origin of Primitive Cells: From Nutrient Intake to Elongation of Encapsulated Nucleotides

et al. 2010

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“…Fettsäuren und Fettalkohole sind typische Beispiele für Moleküle mit der Fähigkeit zur Selbstorganisation, d. h. zur räumlichen Ausrichtung von Nachbarmolekülen. In Zellen moderner Organismen vorkommende Phospholipide, ebenso wie zwitterionische Gemini‐Tenside,3, 4 zeigen diese Charakteristika ebenfalls.…”

Section: Selbstorganisation Amphiphiler Moleküle Zu Zellähnlichen unclassified

“…Diese Reaktionen umfassen eine rudimentäre Photosynthese wie auch die Genese von RNA‐ und Proteinmonomeren, gefolgt von der Synthese Matrizen kopierender Moleküle im Vesikelinnern 1. In diesem Zusammenhang wird weithin angenommen, dass das Design einer künstlichen Zelle – der vereinfachten Version einer biologischen Zelle – in naher Zukunft4, 83 durchaus vorstellbar ist 46. Sollten diese Voraussagen zutreffen, dann dürften schon bald aufregende Entdeckungen auf uns zukommen.…”

Section: Zusammenfassung Und Ausblick: Von Amphiphilen Zu Lebendenunclassified

Die Entstehung erster Zellen – von der Nährstoffaufnahme hin zur Verlängerung eingeschlossener Nucleotide

et al. 2010

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Ein neues Verständnis des Ursprungs des Lebens auf der Erde gründet sich auf jüngsten, bedeutenden Entdeckungen zur Biophysik von Membranen. Es wurde gezeigt, dass Vesikel aus Membran‐Doppelschichten eine facettenreiche Mikroumgebung zur Verfügung stellen, in der sich erste Stoffwechselreaktionen entwickelt haben können. Zellmembran‐ähnliche Aggregate amphiphiler Moleküle, die Oligonucleotide einschließen können, wurden erfolgreich im Labor hergestellt. Im Rahmen von Laborstudien zur Entstehung des Lebens gelang die Verlängerung eines DNA‐Primers im Inneren von Fettsäurevesikeln, sobald das extravesikuläre Medium mit aktivierten Nucleotiden versetzt wurde. Diese Studien zeigten, dass zellähnliche Vesikel durchlässig genug sein können, um geladene Moleküle wie aktivierte Nucleotide aufzunehmen, die sich wiederum im Protozellinneren am Kopieren von DNA‐Matrizen beteiligen. Wir fassen in diesem Aufsatz jüngste Experimente in diesem Bereich zusammen und beschreiben ein mögliches Szenario zum Ursprung erster primitiver Zellen, wobei wir der Verlängerung eingeschlossener Nucleotide besondere Aufmerksamkeit widmen.

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“…[21,22] Second, even though the lipid mixtures used by Mansy et al [4] are an improvement with respect to earlier systems that only used single types of FAs, more work will certainly have to be devoted to membrane and vesicle reproduction processes. [23,24] Finally, it is important to recall that the template, the primer and the (activated) nucleotides used by Mansy et al [4] are chemically complex, nota bene optically active, and it will be a big challenge to 1) either convincingly demonstrate that a prebiotic synthesis of nucleotides and oligonucleotides is possible, or 2) to find alternative, chemically simpler molecular systems with similar properties. [25] Figure 1.…”

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