Vai trò của nước trong quá trình tiến hóa docx

Mô phỏng mới cho thấy là các phân tử nước thật sự tạo thành hai loại cấu trúc khác nhau mà việc tách ra và tái kết... Ta hãy quan sát một phân tử nước đơn giản, gồm 2 nguyên tử Hydro liê

Vai trò của nước trong quá trình

tiến hóa

Nước (H2O) là một chất lỏng không

có gì để bàn cãi Nhưng khi nghiên cứu ở quy mô phân tử Mô phỏng mới cho thấy là các phân tử nước thật sự tạo thành hai loại cấu trúc khác nhau mà việc tách ra và tái kết

hợp diễn ra nhanh như chớp Chính điều này giúp lý giải rằng tại sao ta

có thể dễ dàng chiết xuất lấy nước

từ trong môi trường ẩm ướt

Ta hãy quan sát một phân tử nước đơn giản, gồm 2 nguyên tử Hydro liên kết với một nguyên tử oxy

Chính phân tử nước này lại tạo ra các liên kết yếu với các phân tử

nước ở xung quanh nó và hình

thành nên một cấu trúc phức tạp

hơn Điều này đã lý giải tại sao

nước lại đóng vai trò là phương tiện cho sự phát triển và tiến hóa của

các phân tử có hình thái cấu trúc

phức tạp nhất trong vũ trụ bao gồm các enzyme (Enzyme là những

phân tử protein giữ vai trò xúc tác làm tăng tốc độ trong các phản ứng hóa học.), protein và DNA (DNA

có thể được hiểu một cách đơn giản

là nơi chứa mọi thông tin chỉ dẫn

cần thiết để tạo nên các đặc tính sự sống của mỗi sinh vật)

Câu hỏi đặt ra cho các nhà khoa

học trong hơn một thế kỷ qua và 5 năm trước đây được các nhà khoa

học xem là một trong 125 vấn đề

quan trọng nhất mà khoa học chưa giải thích được: Tại sao lại là nước

mà không phải là một chất lỏng nào khác đóng vai trò là phương tiện

cho sự phát triển và tiến hóa của

các phân tử có hình thái cấu trúc

phức tạp nhất trong vũ trụ?

Nghiên cứu mới có thể đã khám

phá ra manh mối thiết yếu

Các nhà nghiên cứu sử dụng máy tính chuyên dụng để tìm hiểu cách thức hình thành liên kết giữa các

phân tử nước, một hiện tượng mà không thể kiểm chứng được bằng mắt thường Làm việc với máy tính

để bàn chuyên dụng, nhóm nghiên cứu tìm hiểu cấu hình của nước ở

những cấp độ nhỏ nhất thông qua việc sử dụng các mô hình được

thiết kế để nghiên cứu các hệ thống phức tạp như Internet, sự lan truyền của virus và nếp gấp của protein Các nhà nghiên cứu đã ghi nhận

những kết quả thu được và báo cáo trực tuyến ở tạp chí The Journal of Physical Chemistry B

Là các phân tử nước liên kết với

nhau một cách năng động và phức tạp đến không ngờ Bất kỳ thể tích nước nào cũng chứa hai kiểu cấu

trúc phân tử khác nhau: kiểu thứ

nhất thì sắp xếp theo một cấu trúc chặt chẽ, giống như mạng tinh thể trong khi kiểu cấu trúc thứ hai là

một cấu trúc tùy tiện, lỏng lẻo dạng

như tích tụ Nhưng trong khoảng

phân số vô cùng nhỏ của một giây thì cả hai cấu trúc có khuynh hướng tách ra và tái kết hợp thường

xuyên Kết quả là sự trộn lộn xộn của các phân tử nước Trong vòng trộn, nguyên tử hyđrô tạo thành kết nối hoạt động như lưỡi câu, liên kết với các nguyên tử carbon hoặc Nitơ

dự đoán là để thiết lập sự khởi đầu của phân tử hữu cơ phức tạp Và

tiến trình này có ảnh hưởng đáng

kể hơn nữa tới sự tạo thành các hệ thống sinh học phức tạp, như là các prôtêin Cho tới thời điểm hiện tại, các nhà khoa học kết luận rằng

không có chất lỏng nào khác có

được những đặc điểm tuyệt vời

thay thế cho nước

Theo Peter Hamm của đại học của Zurich ở Thụy Sĩ, "nước không

phải chỉ là một dung môi mà nước còn là bộ phận thiết yếu trong cấu trúc prôtêin."

Theo James Skinner nhà hoá học

vật lý của đại học Wisconsin,

Madison, Hoa kỳ Kết quả thu được

từ nghiên cứu này giúp giảng giải các chi tiết nhỏ nhưng quan trọng

về các chuyển động của phân tử

trong nước

Nhà vật lý H Eugene Stanley của Đại học Boston, Hoa Kỳ nói

"chúng ta sẽ không bao giờ hiểu

sinh vật học cho đến khi chúng ta hiểu rõ nước."