Vai trò của nước trong quá trình tiến hóa docx

Vai trò của nước
trong quá trình
tiến hóa





Nước (H
2
O) 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."