Suhu Panas Membantu Mempercepat Awal Mula Kehidupan

Senin, 6 Desember 2010 - Dalam satu reaksi lambat, misalnya, naiknya suhu dari 25 ke 100 derajat Celcius menaikkan laju kecepatan reaksi hingga 10 juta kali lipat.

---

Terdapat kontroversial mengenai apakah kehidupan berasal dari lingkungan yang panas atau dingin, dan mengenai apakah waktu yang berlalu cukup bagi hidup berkembang ke arah yang kompleksitas seperti saat ini.

Namun penelitian terbaru dari Universitas North Carolina di Chapel Hill, yang menyelidiki pengaruh suhu terhadap reaksi kimia sangat lambat, menunjukkan bahwa waktu yang dibutuhkan untuk evolusi di bumi yang hangat adalah lebih pendek dari yang diduga para kritikus.

Temuan ini dipublikasikan online dalam Proceedings of the National Academy of Sciences edisi awal 1 Desember 2010.

Enzim, protein yang memulai lompatan reaksi kimia, sangat penting bagi kehidupan dalam sel-sel tubuh manusia dan seluruh alam. Molekul-molekul ini secara bertahap berkembang menjadi lebih canggih dan spesifik, kata pemimpin penelitian, Richard Wolfenden, PhD, profesor biokimia dan biofisika di School of Medicine UNC.

Untuk menghargai betapa kuatnya enzim modern, dan proses bagaimana mereka berevolusi, ilmuwan perlu mengetahui seberapa cepat reaksi yang terjadi dalam ketidakhadiran mereka.

Tim Wolfenden mengukur kecepatan reaksi kimia, memperkirakan bahwa beberapa dari mereka perlu lebih dari 2 milyar tahun tanpa adanya suatu enzim.

Dalam proses pengukuran laju reaksi lambat, “ini secara bertahap menyadarkan kami bahwa reaksi paling lambat juga hal yang paling bergantung pada suhu,” kata Wolfenden.

Secara umum, jumlah pengaruh suhu memiliki kecepatan reaksi yang bervariasi secara drastis. Dalam satu reaksi lambat, misalnya, naiknya suhu dari 25 ke 100 derajat Celcius menaikkan laju hingga 10 juta kali lipat. “Itu sungguh mengejutkan,” kata Wolfenden. “Itulah apa yang akan mengejutkan bagi kebanyakan orang, seperti yang terjadi pada saya.”

Itu mengejutkan karena aturan buku teks dalam kimia – selama lebih dari satu abad – telah mencantumkan bahwa pengaruh suhu adalah sederhana, kata Wolfenden. Secara khusus, dua kali lipat laju reaksi akan terjadi saat suhu naik 10 derajat Celcius, demikian menurut percobaan akan dilakukan pada tahun 1866.

Suhu tinggi mungkin pengaruh yang penting pada tingkat reaksi ketika hidup mulai terbentuk, kata Wolfenden. Kemudian, pendinginan bumi menyediakan tekanan selektif bagi enzim primitif berkembang dan menjadi lebih canggih.

Dengan menggunakan dua katalis reaksi yang berbeda – yang bukan merupakan enzim protein nelainkan yang mungkin lebih mirip prekursor awal pada enzim – tim peneliti menempatkan hipotesis untuk mengujinya. Reaksi terkatalisis memang jauh lebih sensitif terhadap suhu, dibandingkan dengan reaksi yang dipercepat oleh katalis. Hasil ini konsisten dengan hipotesis kami, kata Wolfenden.

Tim Wolfenden berencana menguji hipotesis ini dengan menggunakan katalis lainnya. Sementara itu, temuan ini cenderung mempengaruhi bagaimana para ilmuwan memikirkan bentuk primitif pertama kehidupan di bumi, dan dapat mempengaruhi bagaimana peneliti merancang dan meningkatkan kekuatan katalis buatan, tambahnya.

Rekan penulis studi dari UNC adalah Randy Stockbridge, PhD, Charles Lewis, Jr., PhD serta spesialis penelitian Yang Yuan, MS. Dukungan untuk penelitian ini berasal dari National Institute of General Medicine, komponen dari National Institutes of Health.

Sumber artikel: Heat helped hasten life’s beginnings (med.unc.edu)
Kredit: University of North Carolina School of Medicine
Informasi lebih lanjut:
R. B. Stockbridge, C. A. Lewis, Y. Yuan, R. Wolfenden. Impact of temperature on the time required for the establishment of primordial biochemistry, and for the evolution of enzymes. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2010; DOI: 10.1073/pnas.1013647107

SUBSCRIBE TO OUR NEWSLETTER