جهش جدید به سمت درک منشأ حیات اولیه زمین!

[∆ MeRzaD ∆]

یکی از بزرگترین پرسش ها در علم این است که حیات چگونه از سوپِ شیمیایی بر روی زمین نشات گرفته است. یک نظریه این است که RNA، خویشاوند نزدیکِ DNA، اولین مولکول ژنتیکی بوده که حدود چهار میلیارد سال پیش به شکل ابتدایی پدیدار شده و بعدأ به شکل مولکول های RNA و DNA که در زندگیِ امروز داریم نمو پیدا کرده است. تحقیقِ جدید یکی از روش های آغاز این زنجیره از رویدادها را نشان می دهد.

به گزارش بیگ بنگ، شیمیدانان در موسسه ی فناوری جورجیا نشان داده اند مولکول هایی که احتمالأ در حیات اولیه ی زمین حضور داشتند چگونه می توانند به طور خود به خودی به ساختارهایی تبدیل شوند که نقطه ی شروع RNA را ایجاد کرده اند. تشکیلِ خود به خودیِ عناصر سازنده ی RNA مرحله ای اساسی در منشأ حیات است اما دانشمندان به مدت چندین دهه این موضوع را مورد بحث قرار داده اند. امروزه می دانیم که اطلاعات ژنتیکی در DNA ذخیره می شود. RNA از DNA ساخته شده تا این اطلاعات را عملی کند. RNA می تواند ساخت پروتئین ها را هدایت کند و دیگر کارهای ضروریِ زندگی که DNA قادر به انجام آنها نیست را انجام دهد. چند منظوره بودنِ RNA موجب می شود دانشمندان تصور کنند این پلیمر اول از همه ایجاد شده است و سپس DNA به عنوان روش بهتری برای ذخیره ی اطلاعات در مسافت های طولانی تر نمو پیدا کرده است.

اما بر اساس نظریه ی دانشمندان، RNA نیز همانند DNA می تواند محصولی از فرگشت ( تکامل ) باشد. نیکولاس هود، پروفسور شیمی و بیوشیمی در موسسه ی فناوری جورجیا و رئیس مرکز تکامل شیمی در این موسسه گفت: «در این مطالعه در واقع واکنشی را ثابت می کنیم که برای تشکیل مولکول های اولیه ی RNA مانند اهمیت دارد.» این مطالعه در ۱۴ دسامبر به طور آنلاین در مجله ی جامعه ی شیمیایی آمریکایی منتشر شد. بودجه ی این تحقیق را بنیاد ملی علوم و ناسا فراهم کرده است. هود می گوید: «RNA از جهت نقش هایی که در زندگی امروز ایفا می کند بی نقص است اما از لحاظ شیمیایی ساخت آن به شدت سخت میباشد»

این امر حاکی از آن است که RNA از اتصالات شیمیایی ساده تری تکامل پیدا کرد. وقتی حیات از لحاظ شیمیایی پیچیده تر شد و آنزیم ها ایجاد شدند، فشارهای تکاملی موجب شدند RNA پیشین به RNA اصلاح شده و مدرن تری تبدیل شود. RNA متشکل از سه ترکیب شیمیایی است: ریبوز قند، بازها و فسفات. یک واحدِ ریبوز – باز – فسفات به واحدهای دیگرِ ریبوز – باز – فسفات متصل می شود تا یک پلیمر RNA ایجاد کند. هود گفت: «درک این مسئله که اتصال اولیه ی بین بازها و ریبوز چگونه صورت گرفته در واقع مسئله ی سختی در زمینه ی منشأ حیات است.»

این یک تصویر میکروسکوپی اتمی از ساختارهای متشکل از نوکلئوزیدهای TAP-ریبوز همراه با اسید سیانوریک میباشد که بطور خود به خودی ایجاد شده است. اعتبار عکس: نیکولاس هود

برایان کافرتی، فارغ التحصیل موسسه ی فناوری جورجیا و یکی از نویسندگان این مطالعه گفت: «حیرت آور است که این نوکلئوزیدها و بازها به خودی خود با یکدیگر ادغام می شوند زیرا حیات امروز برای ادغام عناصر سازنده ی RNA و هدایت آنها قبل از پلیمریزاسیون به آنزیم های پیچیده ای نیاز دارد.» این مطالعه یکی از راه های احتمالی ادغامِ که عناصر سازنده ی اجدِاد RNA در حیات اولیه ی زمین را ثابت کرد. هود گفت که TAP کاندیدای جالبی برای یکی از اولین مبنایی است که منجر به تشکیل مولکول های مدرن RNA شد اما یقینأ کاندیدای دیگری نیز وجود دارد. کارهای آتی در آزمایشگاه هود و آزمایشگاه های دیگر در مرکز تکامل شیمیایی منشأ فسفات در RNA و همچنین دیگر مسیرهای منتهی به RNA مدرن را بررسی می کنند. هود گفت: «به دنبال شیمیِ ساده و توانمندی هستیم که بتواند منشأ اولیه ی RNA یا اجداش را توضیح دهد.»