کواسروات‌ها سرنخ حیات اولیه زمین

کواسروات‌
0 441

آغاز گمشده

Philip C. Bevilacqua پروفسور شیمی، بیوشیمی و زیست شناسی مولکولی درباره تحقیقات در زمینه کواسروات‌ها می‌گوید:

ما در چگونگی حرکت دنیای بی جان به سمت دنیای جاندار شگفت زده شدیم و هرکسی در مورد فرایند شروع این دنیای زنده می‌داند که قدم‌های زیادی برای رسیدن به این وضعیت طی شده است ولی ما به آن قدم‌های بسیار اولیه توجهی نکردیم ولی به جای آن به یک سری از قدم‌های بعد از شروع توجه کردیم تا ببینیم RNA‌ها چگونه توانستند به صورت پایه ای شکل بگیرند و چگونه این RNA‌ها می‌توانند واکنش های مورد نیاز برای شروع حیات را در نبود پروتئین ها شکل دهند.

مرغ یا تخم مرغ

بر اساس دانش امروزی حیات به طور کلی نیازمند یک ماده ژنتیکی است که شامل DNA می‌شود که از روی آن RNA ساخته می‌شود. این دو مولکول اطلاعات لازم برای ساخت پروتئین‌ها را حمل می‌کنند که در مقابل، این پروتئین‌ها وظیفه اصلی ترین وجوه حیات را برعهده دارند که یکی از آنها ساخت ماده ژنتیک جدید را شامل می‌شود.

این مکانیسم همان معمای معروف را به یاد ما می آورد که می گوید مرغ اول وجود داشت یا تخم مرغ؟

همین معما شامل چگونگی به وجود آمدن حیات بر روی کره زمین را نیز شامل می شود زیرا DNA برای ساخت پروتئین نیاز است و پروتئین نیز برای ساخت DNA مورد نیاز می باشد.

RNA یا چیزی شبیه آن احتمالا کلید حل چنین معمایی می‌باشد. زیرا RNA خود به تنهایی دارای قابلیت حمل اطلاعات ژنتیکی می‌باشد و همچنین می‌تواند مانند یک آنزیم در واکنش های شیمایی مورد نیاز برای حیات اولیه، شرکت کند.

این واقعیتی است که نشان می‌دهد حیات بر روی کره زمین از مرحله‌ای عبور کرده است که همه کاره آن RNA بوده است، دنیای RNA که توسط ماده‌ای اداره می‌شود که هم قابلیت حمل اطلاعات ژنتیکی است و هم اینکه می‌تواند واکنش‌های آنزیمی که پروتئین‌ها انجام می‌دهند را خود به تنهایی انجام دهد.

یکی از شاخصه های حیات، بخش بخش بودن آن است که اکثرا با وجود یک غشای خارجی ایجاد می‌شود و حتی درون سلول‌ها نیز این بخش بخش شدن انجام می‌شود.

این بخش بخش شد‌ن‌ها این اطمینان را به ما می‌دهند که تمام مواد مورد نیاز برای انجام واکنش‌های شیمیایی به راحتی درون سلول قابل دسترسی هستند اما در دنیای قبل از تشکیل حیات بلوک‌های سازنده RNA یا آنزیم های RNA ای که برای ادامه دادن به واکنش های شیمیایی مورد نیاز بود تا حیات شکل بگیرد بسیار کمیاب و در سوپ اولیه در گردش بودند.

کواسروات‌ها کمک می‌کنند

ساخت RNA مانند سرهم بندی ماشین در یک خط تولید است و اگر قسمتی از آن درست نصب نشود و اشتباهی در خط تولید باشد، ماشین کار نخواهد کرد. بدون کواسروات‌ها قطعات مورد نیاز برای انجام واکنش‌های شیمیایی بسیار کمیاب بودند و به سختی می‌توانستند به هم برسند و واکنش‌ها را انجام دهند اما درون کواسروات ها تمام موادی که آنزیم برای انجام کار خود نیاز داشت در همان حوالی بودند.

محققان پس از این یافته‌ها به موادی که در زمین قبل از حیات وجود داشتند و می‌توانستند کواسروات‌ها را تشکیل دهند، توجه کردند- کواسروات‌ها در واقع سلول های اولیه بودند که غشا نداشتند- که در عملیات‌های حیاتی مانند چسباندن توالی های بلوک‌های RNA کمک کرده و آنزیم های RNA را به اهدافشان نزدیک می‌ساختند.

دانشمندان قبلا می‌دانستند که مولکول های RNA می‌توانند در غلظت‌های بالای منیزیم به همدیگر متصل شده و طویل شوند ولی ما دیدیم که کواسروات‌ها از موادی تشکیل شده بودند که به این واکنش شیمیایی در نبود منیزیم اجازه عمل کردن می‌دادند.

کواسروات‌ها از مولکول‌هایی با بار مثبت به نام پلی آمین و پلیمر‌هایی با بار منفی، به صورت خوشه‌ای به هم متصل شده اند، تا یک بخش سلول مانند بدون غشا ایجاد کنند. RNA‌ها همچنین دارای بار منفی هستند و به سمت پلی آمین‌های این کواسروا‌ها جذب می‌شدند به طوری که درون کواسروات‌ها غلظت RNA ها 4000 برابر محیط بیرون بود و به همین دلیل با این غلظت زیاد واکنش های شیمیایی آسان تر انجام می‌شد.

ما نمی‌توانیم تمام قدم های انجام شده در ایجاد حیات را پیدا کنیم ولی حداقل کواسروات‌ها طوری هستند که ما می توانیم آنها را در آزمایشگاه‌ها ساخته و مورد مطالعه و بررسی قرار داده و از واکنش های شیمیایی در زمین قبل از حیات مطلع شویم.

منبع دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا
مقاله Nature

ارسال یک پاسخ

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.