حیات در سوپ ازلی از چه طریقی پدید آمد؟

0
1511

بیگ بنگ: دانشمندان برای چندین دهه مشغول بررسی این موضوع بوده‌اند که کدام حامل اطلاعات ژنتیکی (DNA یا RNA) زمینۀ پیدایش حیات در زمین را فراهم آوردند. اما بر اساس یافته‌های یکی از مطالعات جدید، احتمالاً حیات با هر دو آغاز شده است.

Primordial Soup Concept xبه گزارش بیگ بنگ، تحقیقاتِ دانشمندانِ آزمایشگاه زیست‌شناسی مولکولی شورای تحقیقات پزشکی در کمبریج برای اولین‌بار نشان داده که چگونه قسمتی از اجزای هر دوی DNA و RNA بصورت خودبخودی پدید آمده و در سوپ ازلی در کره زمین در کنار هم فعالیت کرده‌اند. این تحقیقات یکی از فرضیه‌های مهم پیدایش حیات را به چالش می‌کشد یعنی نظریه جهان RNAای که در دهه 60 میلادی مطرح شد و مورد پذیرش اکثریت قرار گرفت.

امروزه کلیه موجودات زنده از مولکول‌های ژنتیکی یکسانی به نام نوکلئیک اسید برای ذخیره‌سازی اطلاعات استفاده می‌کنند. دو نوع نوکلئیک اسید وجود دارد: DNA و RNA. ماده RNA دستورالعمل‌ها را در ژن رمزگذاری می‌کند. ژن‌ها با استفاده از RNA به پیام تبدیل می‌شوند. ماده RNA دستورالعمل‌ها را انتقال می‌دهد تا پروتئین‌ها ساخته شوند. پروتئین‌ها قادر به ایجاد ساختار هستند و می‌توانند در نقش ماشنین‌های مولکولی ظاهر شوند.

در نظریه جهان RNA، حیات با مولکول‌های RNA آغاز شد. این مولکول‌ها هم می‌توانند دستورالعمل‌ها را ذخیره کنند و هم می‌توانند بعنوان ماشینی برای خودتکثیری عمل نمایند. بر این اساس، از طریق فرگشت، حیات در RNA زمینه را برای پیدایش عصر DNA و پروتئین‌ها فراهم کرد، زیرا DNA پایداری و دوام بیشتری از RNA دارد.

در مقاله جدید، محققان شرایط موجود در سیاره ازلی زمین را با برکه‌های سطحی در آزمایشگاه شبیه‌سازی کردند. آنها آن دسته از مواد شیمایی را که RNA را به وجود می‌آورند، در آب حل کردند؛ سپس آنها را خشک کرده و حرارت‌شان را افزایش دادند. آنها در ادامه، پرتوهای خورشید ابتدایی را با قرار دادن آنها در معرض تابش فرابنفش شبیه‌سازی نمودند. در این بازسازیِ شرایط ژئوشیمایی زمین اولیه، واسطه‌ها در ترکیب دو جزء RNA به صورت همزمان به دو جزء DNA تبدیل شدند. برای اولین‌بار دانشمندان نشان دادند که مقادیر منطقی الفبای ژنتیکی متشکل از چهار جزء، احتمالا در دوران نخست پیدایش زمین وجود داشته‌اند.

ribonucleic acid and deoxyribonucleic acidپروفسور “جان سادرلند” از آزمایشگاه زیست‌شناسی مولکولی MRC که سرپرستی این تحقیق را نیز بر عهده داشت، بیان کرد: «فرضیه جهان RNA نشان می‌دهد که حیات با RNA آغاز شد، قبل از اینکه فعل و انفعالات ژنتیکی روی دهد و انتخاب طبیعی به پیدایش DNA ختم شود. تحقیقات ما گویای آن است که در شرایط سازگار با برکه‎های سطحی و رودخانه‌های کوچک، نوعی سیستم ژنتیکی ترکیبی متشکل از اجزای DNA و RNA وجود داشته که در اوایل پیدایش حیات به ایفای نقش پرداخته‌اند.»

آزمایش‌های این محققان برای شبیه‌سازی شرایط ژئوشیمیایی زمین اولیه نشان داد که چهار مورد از اجزای RNA و DNA می‌توانند تحت شرایط یکسانی پدید آیند. این دو به ایجاد سیتیدین و اوریدین پرداختند؛ دو مورد از اجزای RNA و دئوکسی آدنوزین که یکی از اجزای DNA به شمار می‌رود. دئوکسی آدنوزین تا حدی به دئوکسی نوزین تبدیل شد. دئوکسی نوزین می‌تواند در نقش یک جزء DNA دیگر نیز ظاهر شود. به باور محققان، این چهار مولفه قبل از فرگشت حیات نیز با یکدیگر هم‌زیستی داشته‌اند و آغاز الفبای ژنتیکی ابتدایی بودند.

پروفسور سادرلند در ادامه افزود: «نوکلئیک اسیدها، RNA و DNA به وضوح با هم ارتباط دارند و این تحقیق نشان می‌دهد که هر دوی آنها از یک جد هیبریدی یا ترکیبی نشات گرفته‌اند. چون اطلاعات ژنتیکی همواره از نوکلئیک اسیدها به پروتئین‌ها انتقال می‌یابد، باید پرده از اسرار نهانِ این موضوع برداریم که اطلاعات چگونه در ابتدا برای ساخت پروتئین‌ها مورد استفاده قرار گرفته‌اند.»

درک منشاء شیمیایی حیات یکی از جنبه‌های اساسی علم طبیعی به شمار می‌آید و می‌تواند اطلاعاتی در خصوص طراحیِ زیست‌شناسی ترکیبی در آینده به ما بدهد. دکتر مگان دوئی مدیر ماشین سلولی و مولکولی در MRC گفت: «این مطالعه نشان می‌دهد که تحقیقات می‌تواند بینش بیشتری دربارۀ چگونگی آغاز حیات در زمین در اختیارمان بگذارد. باید اهمیت حمایت از تحقیقات بنیادی را مورد تاکید قرار داد. این اکتشافات می‌توانند راهبردهای زیست‌شناسی مصنوعی را در آینده دستخوش تغییرات بزرگی قرار دهند.» جزئیات بیشتر این پژوهش در مجله معتبر Nature منتشر شده است.

ترجمه: منصور نقی‌لو/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: scitechdaily.com



ارسال یک پاسخ

لطفا دیدگاه خود را وارد کنید!
لطفا نام خود را در اینجا وارد کنید

این سایت از اکیسمت برای کاهش هرزنامه استفاده می کند. بیاموزید که چگونه اطلاعات دیدگاه های شما پردازش می‌شوند.