⚪️⚪️ENG-TEXT⚪️⚪️ The question (hypothesis) proposed by this Open RG Question is the following: Nanozymes were the basic chemical constituent that kicked off the origin of life??

Hypothesis

Nanozymes show elementary basic enzymatic functions completely similar to those of biological systems but with reduced performances in product production and stability.

Furthermore, they are strongly dependent on external chemical-physical conditions as they are truly naked and not protected by physical protective covers and/or chemical insulators.

However, precisely because of these characteristics they could represent excellent candidates for the creation of complex self-catalytic and/or self-replicating (but) pre-biological structures.

Pre-biological not only on planet Earth but in general on any planet or satellite where conditions make the functioning of nanozymes possible.

In this model we start from a relatively original assumption about life and its concept:

..LIFE is an emergent property of matter. Given the three main components (pressure, temperature, solvent), the key is catalysts. Life in terms of organized assembly of functions..

https://www.facebook.com/photo?fbid=1253171791381148&set=a.456765594355109

Nanozymes fit precisely into this model.

They could represent the starter of all life forms in the Universe.

The path that will be outlined will obviously have to be subjected to an in-depth bibliographic and laboratory analysis.

Analysis which should also be carried out at the same time during space explorations of comets, asteroids, satellites, planets, both with and without organic or aqueous solvents in a stably liquid form.

The path model could have been the following:

--Primordial nanozymes, formed only by simple catalytic atomic aggregates, plausibly particularly widespread and active in areas affected by volcanic activity.

--Selective pressure based on the stability of the nanozymes and their catalysis speed.

--Second generation nanozymes, originating from complexes with organic molecules (amino acid residues and/or nitrogenous bases).

--The nitrogenous or nucleo- bases of this first phase were almost certainly not based on ribose but on other structural molecules that were much more stable in the primordial chemical-physical-enzymatic environment of the nanozymes: Threose-NA; Glycol-NA; Peptide-NA.

--Additional selective pressures on stability & speed of catalysis of these Second generation nanozymes.

--Emergence of autocatalytic properties in this new generation of organo-complex Nanozymes.

--Very rapid diffusion of third generation autocatalytic nanozymes, with high efficiency and (auto-) catalysis speed.

--Stably self-replicating fourth generation nanozymes through strong expansion of the non-catalytic component (amino acids and/or nitrogenous bases).

--Very rapid diffusion of variants of self-replicating (IV Gen.) nanozymes with strong stabilization, protection, isolation and efficiency of the catalytic core and notable expansion of the organic component.

--Emergence of clear autocatalytic units or clades, self-replicating and with well-traceable lines of descent, among the immense population of nanozymes; population now in strong competition for the substrate; fifth generation nanozymes with clear differentiation between the functional enzymatic part of the active site and the organic part surrounding the active site.

--Sixth generation nanozymes where the active site is surrounded by a complex structure of amino acids linked together but also linked to nitrogenous bases based on Threose, Glycol, Peptides,..; origin of the primordial structure of the genetic code with correspondence between amino acid and groups of nitrogenous bases.

This sixth generation of nanozymes is the one that will give rise to the future structure of the genetic code.

The nanozymes, through chemical selection processes, have undergone a significant stabilization and enhancement of the catalytic functions, leading to the formation of a proto-enzymatic primordial active site, with a clear structural and functional separation.

This proto-enzymatic population very quickly gave rise to chemical clades where they themselves were the product (auto-catalysis).

The next step was constant and conservative full self-replication; self-replication obtained with an even more marked separation, dimensional, structural, functional, between the proto-enzymatic primordial active site and the surrounding structure, made up of amino acids linked to each other and in turn linked to nitrogenous bases.

The last step may have been the close, almost univocal link between amino acids in sequence (polypeptide) and mini-aggregates of nitrogenous bases (2, 3, n units), forming the structural-functional basis of the triplet genetic code.

From this point on, the prebiotic evolution of nanozymes becomes indistinguishable from the biotic one, and will plausibly proceed faster and faster on the basis of fusion of functions, strengthening of functions, size, complexity and precision of self-replication, and symbiosis with other complex organic structures but prebiotic (ex.: bi-layer of phospholipids,..).

This evolutionary model of the origin of life starting from Nanozyme nuclei can very well also include the thesis ""Jupiter's Great Red Spot hides an exobiological nature??""

https://www.researchgate.net/post/Jupiters_Great_Red_Spot_hides_an_exobiological_nature

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Classification of Nanozymes

Nanozymes have been classified in two functional families:

I - Oxidoreductase (oxidase, peroxidase, catalase, superoxide dismutase, and nitrate reductase).

II - Hydrolase (nuclease, esterase, phosphatase, protease, and silicate).

Nanozymes have been classified in 3 material from which they are made:

A - Metal-based nanozymes (nanoparticles of Au, Ag, Pt, Pd,..).

B - Metal-oxide or sulfide-based nanozymes, based on Fe, V, Ru,.. (V2O5, RuO2, Fe2O3, Fe3O4, CuO, NiTe, CoFe, BiFeO3, FeS, Co3O4, CdS, ZnO–Co3O4−v).

C - Carbon-based nanozymes (carbon nanotubes; graphene oxide; carbon dots; carbon nitride dots).

Moreover there are also a lot of organis-matal nanozymes (Cu with cysteine-histidine).

The nanozymes catalytic activity is influenced mainly by the morphology.

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SOME REFERENCES

https://en.wikipedia.org/wiki/Artificial_enzyme

https://en.wikipedia.org/wiki/Nucleic_acid_analogue#Metal_base-pairs

https://en.wikipedia.org/wiki/Glycol_nucleic_acid

https://en.wikipedia.org/wiki/Threose_nucleic_acid

https://en.wikipedia.org/wiki/Peptide_nucleic_acid

https://en.wikipedia.org/wiki/RNA_world

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⚪️⚪️ITA-TEXT⚪️⚪️ Il quesito (ipotesi) proposto da questa Open RG Question è il seguente: i Nanozymes sono stati il costituente chimico di base che ha dato il via alla origine della vita??

Ipotesi

I nanozymes mostrano elementari funzioni enzimatiche di base del tutto analoghe a quelle dei sistemi biologici ma con ridotte performances nella produzione dei prodotti e nella stabilità.

Inoltre sono fortemente dipendenti dalle condizioni esterne chimico-fisiche in quanto sono realmente nudi e non protetti da coperture protettive fisiche e/o da isolanti chimici.

Però proprio per queste caratteristiche potrebbero rappresentare degli ottimi candidati per la realizzazione di strutture complesse auto-catalitiche e/o auto-replicanti ma pre-biologiche.

Pre-biologiche non solo sul pianeta Terra ma in generale su qualunque pianeta o satellite dove le condizioni rendono possibile il funzionamento dei nanozymes.

In questo modello si parte da un assunto relativamente originale sulla vita e sul suo concetto:

..La VITA è una proprietà emergente della materia. Date le tre componenti principali (pressione, temperatura, solvente), la chiave è rappresentata dai catalizzatori. Vita in termini di assemblaggio organizzato di funzioni..

https://www.facebook.com/photo?fbid=1253171791381148&set=a.456765594355109

I nanozymes si inseriscono proprio in questo modello.

Essi potrebbero rappresentare lo starter di ogni forma di Vita nell'Universo.

Il percorso che verrà delineato dovrà ovviamente essere sottoposto ad una profonda analisi sia bibliografica sia laboratoriale.

Analisi che dovrebbe contestualmente essere condotta anche durante le esplorazioni spaziali di comete, asteroidi, satelliti, pianeti, sia con sia senza solventi organici o acquosi in forma stabilmente liquida.

Il modello-percorso potrebbe essere stato il seguente:

--Nanozymes primordiali, formati solo da semplici aggregati atomici catalitici, plausibilmente particolarmente diffusi ed attivi nelle zone vulcaniche eruttive.

--Pressione selettiva basata sulla stabilità dei nanozymes e sulla loro velocità di catalisi.

--Nanozymes di seconda generazione, originati da complessi con molecole organiche (residui amminoacidici e/o basi azotate).

--Le basi azotate di questa prima fase quasi certamente non erano basate sul ribosio bensì su altre molecole strutturali ben più stabili nell'ambiente chimico-fisico-enzimatico primordiale dei nanozymes: Threose-NA; Glycol-NA; Peptide-NA.

--Ulteriori pressioni selettive su stabilità & velocità di catalisi.

--Emersione di proprietà autocatalitiche in questa nuova generazione di Nanozymes organo-complessi.

--Rapidissima diffusione di nanozymes autocatalitici di terza generazione, ad alta efficienza e velocità di catalisi.

--Nanozymes stabilmente auto-replicanti di quarta generazione mediante il forte ampliamento della componente non-catalitica (amminoacidi e/o basi azotate).

--Rapidissima diffusione di varianti di nanozymes auto-replicanti con forte stabilizzazione, protezione, isolamento ed efficientamento del nucleo catalitico e notevole ampliamento della componente organica.

--Emersione di chiare unità o cladi autocatalitici, auto-replicanti e con linee di discendenza ben tracciabili, tra l'immensa popolazione di nanozymes; popolazione ora in forte competizione per il substrato; nanozymes di quinta generazione con chiara differenziazione tra la parte funzionale enzimatica del sito attivo e la parte organica contornante il sito attivo.

--Nanozymes di sesta generazione dove il sito attivo è contornato da una complessa struttura di aminoacidi legati tra essi ma legati anche a basi azotate basate sul Threose, Glycol, Peptides,..; origine del primordiale assetto del codice genetico con corrispondenza tra aminoacido e gruppi di basi azotate.

Questa sesta generazione di nanozymes è quella che darà origine al futuro assetto del codice genetico.

I nanozymes mediante processi di selezione chimica, hanno subito una rilevante stabilizzazione e potenziamento delle funzioni catalitiche portando alla formazione di un sito attivo primordiale proto-enzimatico, con una netta separazione strutturale e funzionale.

Questa popolazione proto-enzimatica molto rapidamente ha dato luogo a dei cladi chimici ove il prodotto erano essi stessi (auto-catalisi).

Il passo successivo è stata la piena auto-replicazione costante e conservativa; auto-replicazione ottenuta con una ancor più marcata separazione, dimensionale, strutturale, funzionale, tra sito attivo primordiale proto-enzimatico e struttura di contorno, costituita da aminoacidi legati tra essi e a loro volta legati a basi azotate.

L'ultimo step potrebbe essere stato lo stretto legame quasi univoco tra aminoacidi in sequenza (polipeptidica) e mini-aggregati di basi azotate (2, 3, n unità), formando la base struttural-funzionale del codice genetico a triplette.

Da questo punto in poi l'evoluzione prebiotica dei nanozymes diventa indistinguibile da quella biotica e plausibilmente procederà sempre più veloce sulla base di fusione di funzioni, rafforzamento di funzioni, dimensioni, complessità e precisione di auto-replicazione e di simbiosi con altre strutture organiche complesse ma prebiotiche (bi-layer di fosfolipidi,..).

Questo modello evolutivo della origine della vita a partire da nuclei nanozymici può includere molto bene anche la tesi ""Jupiter's Great Red Spot hides an exobiological nature??"" https://www.researchgate.net/post/Jupiters_Great_Red_Spot_hides_an_exobiological_nature

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