【摘 要】
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细胞膜是组成原始细胞的关键部分,膜提供“隔间”将遗传物质和代谢机制紧密联系起来,构成生命最基本的单元。现存所有生物的细胞膜都是以磷脂作为主要成分的。目前主流的生命起源研究认为最原始的细胞膜可能主要是由存在于前生命环境中的脂肪酸构成的,而在原始细胞与现代细胞之间有一个过渡态。这个过渡态细胞的膜是由磷脂和脂肪酸组成的简单混合膜。由于生命起源仍然是一个缺乏化石证据的高度推测的领域,人们对前生命化学的了解
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细胞膜是组成原始细胞的关键部分,膜提供“隔间”将遗传物质和代谢机制紧密联系起来,构成生命最基本的单元。现存所有生物的细胞膜都是以磷脂作为主要成分的。目前主流的生命起源研究认为最原始的细胞膜可能主要是由存在于前生命环境中的脂肪酸构成的,而在原始细胞与现代细胞之间有一个过渡态。这个过渡态细胞的膜是由磷脂和脂肪酸组成的简单混合膜。由于生命起源仍然是一个缺乏化石证据的高度推测的领域,人们对前生命化学的了解和对生命本质的基本认识不足。在这种情况下,计算机模拟有望发挥重要作用,构建原始细胞模型有可能帮助我们进一步理解生命起源中的这种演化过程。本文介绍了用计算机模拟研究原始细胞的膜中两亲性分子从脂肪酸到磷脂的演化过程。模拟使用了基于概率蒙特卡洛模型的原始细胞模型模拟矿物表面上的RNA世界进化,通过基于确定规则的相对概率来模拟原始地球环境中的随机事件,以在计算机中实现生命起源这一罕见事件的发生及之后原始生命的演化。矿物表面通常被认为是生命起源的关键过程出现的场所,因为它有聚合、浓缩、组织和保护生物聚合物的作用,是模拟原始环境的第一选择。模拟结果显示磷脂合成核酶对系统中原始细胞的平均大小有显著影响。同时想要渗透代偿核酶代表的代偿机制获得达尔文进化的优势,需要磷脂合成核酶和渗透抑制机制同时存在,缺一不可,这代表磷脂合成酶大概率出现在渗透代偿酶之前。同时拥有核苷酸合成核酶、磷脂合成酶和渗透代偿酶的并以磷脂作为细胞膜主要成分的原始细胞在系统中被选择,成为优势种群,即达尔文进化的胜利者。
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