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なぜ自然は特定の20アミノ酸を選択したのですか?

20個のアミノ酸を「自然を選んだ」と言うのはまったく正確ではありません。 進化が選択されたと言う方が正確です 地球上の生命の発達に最適なこれらの20アミノ酸。

これが理由の内訳です:

* 化学的汎用性: 20個のアミノ酸は、サイズ、電荷、極性、疎水性を含む幅広い化学的特性を示します。この多様性により、彼らは膨大な生化学反応に参加し、タンパク質のような複雑な構造を形成することができます。

* 安定性: 20個のアミノ酸は比較的安定しており、生物に見られる条件下での分解に対して耐性があります。この安定性は、タンパク質の長期的な機能と完全性にとって重要です。

* 合成: 地球上の幼少期は、当時利用可能な無機ビルディングブロックから容易に合成できる単純な分子に依存している可能性があります。 20個のアミノ酸は、比較的単純な化学反応を通じて形成され、初期の生命体にアクセスできるようにすることができます。

* 遺伝コード: 20個のアミノ酸は、DNA配列をタンパク質に変換するシステムである遺伝コードによってエンコードされています。遺伝コードは堅牢で効率的であり、限られた数のビルディングブロックを使用して多種多様なタンパク質を生産できるようになりました。

これらの20アミノ酸の進化:

* プレバイオティクス合成: アミノ酸は、初期の地球の環境に存在していたと考えられており、火山活動や熱水孔を含むような非生物的反応によって形成される可能性があります。

* 選択: 時間が経つにつれて、自然選択を通じて、20個のアミノ酸がタンパク質の最も有利な構成要素になりました。この選択は、安定した機能的構造に折りたたみ、多様な反応に参加し、進化する遺伝コードによってエンコードされる能力によって駆動されました。

重要な考慮事項:

* 他のアミノ酸: 20は標準的な遺伝コードで使用されていますが、500を超える自然発生アミノ酸があります。これらのいくつかは、翻訳後の修飾を通じてタンパク質に組み込まれていますが、代謝経路で特定の機能を持っているものもあります。

* 極限: 極端な環境に住む一部の生物は、標準20とは異なるアミノ酸セットを使用しています。これは、生命の適応性と代替アミノ酸セットの可能性を強調しています。

要約すると、20個のアミノ酸は、自然選択が地球上の生命の発達に最も有益なアミノ酸を好む長い進化プロセスの結果です。それらの特性、安定性、および遺伝コードとの互換性により、それらはタンパク質構造と機能の基礎となりました。

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