منشا حیات از DNA یا RNA؟

0 591

معمای پیدایش منشا حیات در دوراهی بین DNA و RNA

محققان موفق به کشف شواهد محکمی شده‌اند که نشان می‌دهد منشا حیات که از DNA و یا RNA است درواقع یک مجموعه از مولکول‌ها بودند و پیش از تشکیل حیات یعنی حدود چهار بیلیون سال پیش وجود داشته‌اند.

این کاوش‌ها در 1 آوریل در مجله Nature Chemistry منتشر شدند که نشان می‌داد که در اولین موجودات زنده مانند بنیان سلولی موجودات زنده کنونی هم از RNA و هم از DNA استفاده می‌کرده‌اند. این یافته ها در مقابل نظریه “جهان RNA “است که عقیده دارد که منشا حیات در دنیا از RNAها شروع شده است و بعد از گذشت زمان DNA به وجود آمده است.

این یافته‌های جدید اظهار کننده این مطلب است که تمرکز زیاد بر روی نظریه جهان RNA برای پیدا کردن منشا حیات توسط شیمیدان‌ها درست نیست.

RNA و DNA از نظر شیمیایی بسیار شبیه هم هستند اما شیمیدان‌ها نمی‌دانستند که منشا کدامیک قدیمی تر بوده است بجز در مواردی که آنها از آنزیم‌های موجود در ارگانیسم‌های زنده موجود در اوایل حیات کمک می‌گرفتند.

به علت نبود مسیر‌های شیمیایی قبل از حیات که به DNA و RNA ختم می‌شدند محققان این رشته علمی به سمت مورد ساده‌تر و متحرک‌تر از بین این دو ماده متمایل شدند تا آن را به عنوان اولین شکل پایه‌ی حیات بپذیرند یا حداقل به عنوان سطح حیات قبل از تشکیل DNA پذیرفته شود.

RNA می‌تواند همانند DNA اطلاعات ژنتیکی را در خود ذخیره نماید و همچنین می‌تواند فعالیت‌های کاتالیزوری در واکنش‌های زیستی را همانند آنزیم‌های پروتئینی انجام دهند و یا به عبارتی توانایی انجام فعالیت‌های زیستی پایه برای اولین شکل‌های حیات را دارند.

به همین دلیل محققان در دهه‌های اخیر معتقد به سمت حمایت از نظریه جهان RNA جذب شده اند ولی دانشمندانی شواهدی را جمع‌آوری کرده‌اند که نشان دهنده وجود کم و بیش همزمان DNA و RNA است.

برای مثال در مطالعاتی که در سال 2017 منتشر شدند، Krishnamurthy و همکارانش ترکیبی را شناسایی کردند که به صورت باورنکردنی در زمین قبل از حیات وجود داشته که قابلیت متصل کردن مونومر‌های RNA برای تشکیل زنجیره طویل RNA و همچنین  قابلیت متصل کردن بلوک‌های DNA و پروتئین‌ها را نیز در خود داشت.

بنیان حیات در مطالعات جدید

در مطالعات جدید، محققان با جمع بندی کاوش‌های اخیر خود درباره ماده‌ای به نام thioridine به نتایجی دست یافتند. این ماده در کره زمین قبل از حیات وجود داشته و احتمالا پیش‌ماده شیمیایی ساختار‌های نوکلوزیدی بلوک‌ RNA های اولیه بوده است.

این تیم تحقیقاتی توانستند که با تعداد اندکی از قدم‌های واکنش شیمیایی، (که در نهایت تعجب قابل انجام در دنیای قبل از حیات بوده است) آنها می‌توانستند این بلوک RNA را تبدیل به بلوک DNA یعنی دِاوکسی آدنوزین بکنند که درواقع باعث تشکیل ماده آدنین در DNA های مدرن امروزی می‌شود.

تقریبا به صورت متناوب قابلیت تشکیل تیوریدین به دِاوکسی ریبوز در آن زمان وجود داشته که درواقع این تیوریدین نسبت بسیار نزدیکی با ماده دِاوسکی آدنوزین دارد و احتمالا پیش ساز بلوک‌های سازنده DNA در منشا حیات بوده‌اند.

چنین یافته‌هایی باید در پذیرش آسان‌تر تشکیل همزمان DNA و RNA در شکل‌های اولیه حیات توسط دانشمندان کمک کرده باشند. بعضی از دانشمندان حتی معتقد هستند که احتمالا RNA و DNA برای تشکیل ژن‌های اولیه باهم تلفیق نیز یافته‌اند.

چنین ارگانیسمی با این نوع ژن تابحال شناخته نشده است اما در اخباری از فعالیت‌های اخیر یکی از دانشمندان گزارش شده است که توانسته‌اند با مهندسی ژنتیک یک نوع باکتری را دستکاری کنند که چنین ژنی که تلفیقی از RNA و DNA است را داشته باشد و زنده بماند.

یکی از محققان به نام Krishnamurthy معتقد است هرچند که منشا حیات از DNA و RNA با نقاط ضعف و نقاط قوت خاص آنها ایجاد شده است ولی به مرور این دو ماده بر اساس این نقاط ضعف و قوت توانسته‌اند وضایف اصلی خود را همانطور که در سلول‌های جدید می‌بینیم پیدا کنند.

به طوری که DNA به علت ثبات خود حافظه بلند مدت اطلاعات ژنتیکی را تشکیل داده است و RNA به علت وجود قابلیت‌های ویژه خود حافظه کوتاه مدت، انتقال اطلاعات ژنتیکی و ساخت پروتئین‌ها را  بر عهده گرفته است.

او می گوید: به همین دلیل این طرز فکر می‌تواند نشان دهنده این باشد که در اوایل DNA و RNA باهمدیگر در ژن وجود داشته‌اند ولی بعدا هرکدام بر اساس نقاط قوت خود فعالیت های خاص خود را انجام دادند.

منبع مؤسسه پژوهشی اسکریپس
مقاله Nature

ارسال یک پاسخ

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.