قبل از آغاز حیات، احتمالا DNA و RNA همراه هم روی زمین وجود داشته‌اند

 نتایج پژوهشی جدید فرضیه‌ی جهان RNA را زیر سؤال می‌برد و ادعا می‌کند DNA و RNA با هم در ترکیبات پیش‌حیاتی وجود داشته‌اند.

طبق فرضیه‌ی جهان RNA، قبل از آغاز حیات، ملکول ریبونوکلئیک اسید (RNA) بر ماده‌ی پیش‌زیستی حکمرانی می‌کرد. اما به‌نظر می‌رسد پژوهشگران درکنار گذاشتن همتای پیچیده‌تر RNA یعنی ملکول داکسی ریبونوکلئیک (DNA) شتاب‌زده عمل کرده‌اند.

شیمیدانانی از انگلستان و آمریکا نشان داده‌اند که هر دو ملکول می‌توانسته‌اند تحت شرایطی که در زمین کهن حاکم بود، وجود داشته باشند. این کشف می‌تواند موجب بازنگری درمورد مدل‌های برجسته‌ی منشاء حیات شود. با پرداختن به جزئیات مطالعه‌ی پیشینی که روشی را برای ساخت زنجیره‌هایی از اسید نوکلئیک در یک محیط پیش‌زیستی نشان می‌داد، این پژوهشگران نشان داده‌اند که RNA  طی چند مرحله آسان و بدون نیاز به هرگونه آنزیمی می‌تواند به اجزای تشکیل‌دهنده‌ی ملکول DNA تبدیل شود. کریشنا مورثی از مؤسسه‌ی پژوهشی اسکریپس می‌گوید:

یافته‌های جدید نشان می‌دهند که منطقی نیست دانشمندانِ در جستجوی منشاء حیات روی زمین به این شدت روی فرضیه‌ی جهان RNA متکی باشند.

برای حدود نیم‌قرن، زیست‌شناسان به مدل‌هایی که مدعی بودند دستگاه‌های شیمیایی سازنده‌ی نخستین سلول‌های حیات، ریشه در واکنش‌های شیمیایی مبتنی بر RNA داشته‌اند، اعتماد کرده بودند. البته در نگاه اول این انتخاب، انتخاب مطمئنی است. بیوشیمی مدرن را می‌توان در تعاملات بین DNA، RNA و پروتئین‌ها خلاصه کرد.

 ساختار ساده‌تر و قابلیت‌های انجام کار ملکول RNA سبب شده که این ملکول کاندیدای اصلی فرضیه‌ای باشد که می‌گوید نخستین واکنش‌های بیوشیمیایی در جهان عمدتا به‌وسیله‌ی یک ملکول جهانی اداره می‌شده است. این ملکول نه‌تنها در انجام وظایف ساخت‌و‌ساز و نیز الگوبرداری خوب عمل می‌کند بلکه همچنین شیمیدانان روش‌های مختلفی را برای تولید ملکلول RNA از انواعی از عناصر آلی ساده‌تر پیدا کرده‌اند.

پروتئین سازی

هرچند شاید متقاعدکننده به‌نظر برسد، ولی فرضیه‌ی جهان RNA تنها فرضیه‌ی موجود در این زمینه نیست. پروتئین‌ها نیز می‌توانند نسخه‌های خود را بسازند. اما بدون ارائه‌ی روشی ساده برای ساخت DNA از مواد اولیه ساده‌تر، پژوهشگرانِ چندانی از نقش DNA در واکنش‌های اولیه‌ی DNA پشتیبانی نکرده‌اند. در این زمینه، کریشنا مورثی و همکارانش مدتی است درمورد فرضیه جهان RNA مشکوک هستند. تکامل سیستم‌های خالص RNA به سیستم‌های مبتنی بر DNA، احتمالا نیازمند دوره‌ای است که هر دو ملکول به کار الگوبرداری مشابهی مشغول بوده باشند. چندین سال پیش، پژوهشگران نشان دادند که چنین ملکول‌های هیبریدی همچون رشته‌های خالص DNA و RNA پایدار نیستند. این امر موجب ایجاد یک سؤال جالب شد: چرا ترکیبات هیبریدی حساس از نمونه‌های محکم‌تر مبتنی بر RNA حاصل شدند؟

یکی از پاسخ‌ها این است که در آن زمان، هیچ ملکول RNAی خالصی وجود نداشت که کار با آن آغاز شود؛ فقط یک ترکیب متزلزل از دو ملکول وجود داشت که برای کسب برتری با هم در رقابت بودند، تا زمانی‌که سیستم خالص DNA موفق شد پیروز این رقابت شود. کریشنا مورثی می‌گوید:

این آغاز بینشی تازه در این زمینه است که شاید ملکلول‌های RNA و DNA در ابتدای حیات با هم ترکیب بوده‌اند اما پس از آن براساس نوع کاری که بهتر از دیگری انجام می‌دادند، از هم جدا شدند.

اما غنای ملکول DNA از کجا آمد؟ در این رابطه، کریشنا مورثی دارای پاسخی از جنس یک ماده‌ی گوگردی به نام تیوریدین (thiouridine) است. پژوهشگران با پیشنهاد تیوریدین به‌عنوان یک پیش‌ماده‌ی احتمالی برای ساخت ملکول RNA، نشان داده‌اند که چگونه این ترکیب می‌تواند طی چندین مرحله واکنش به داکسی آدنوزین (deoxyadenosine) یعنی اسکلت قندی ملکول DNA تبدیل شود. به‌همین ترتیب طی یک فرایند مشابه داکسی‌ریبوز نیز می‌تواند تشکیل شود. اگرچه نشان دادن چگونگی اتفاق افتادن یک فرایند لزوما معادل اثبات اتفاق افتادن آن نیست اما آگاهی از این نکته که برای تبدیل RNA به DNA نیاز به مسیر طولانی نبوده است، شاید در زمینه‌ی حل برخی از مشکلات بزرگ مرتبط با فرضیه‌ی جهان RNA کمک‌کننده باشد.

منبع sciencealert

از سراسر وب

  دیدگاه
کاراکتر باقی مانده

بیشتر بخوانید