إن جمع الحمض النووي الريبي من لبنات البناء "غير الحية" وبدون مساعدة الإنزيمات أمر حقيقي

يعتبر العديد من العلماء البارزين في الكوكب اليوم أن فرضية أصل الحياة على الأرض من "عالم الحمض النووي الريبي" هي واحدة من الأساسيات. تعتمد عملية ظهور وتطور الحياة على نقل المعلومات الوراثية ، مع مراعاة التغيرات التي حدثت. والمواد الكيميائية اللازمة لتجميع الجزيئات البيولوجية يمكن أن تصل إلى كوكبنا من الفضاء الخارجي مع زخات الشهب. لم يتضح في ضوء نظرية "عالم الرنا" حتى وقت قريب ، بقي السؤال عن كيفية توليف البيورين ، وهو أحد المكونات الرئيسية للحمض النووي ، والرنا ، واستقلاب الطاقة في أي خلية. نجح علماء في جامعة ميونيخ لودفيغ - ماكسيميليان في توليف البيورين في ظروف المختبر ، التي كانت قريبة من تلك الموجودة على الأرض "في بداية الوقت" وفي نفس الوقت دون مشاركة الإنزيمات المعقدة.



تعتبر الأحماض الريبية مناسبة تمامًا لدور المصدر الأساسي للحياة ، لأنها قادرة على تخزين ونسخ المعلومات ، مما يسمح في الوقت نفسه بتحولات محايدة أو ضارة أو مفيدة. في الوقت نفسه ، بالحديث عن الحمض النووي ، نفترض أنه لا يزال بحاجة إلى مساعدة البروتينات للنسخ ، في حين أن الحمض النووي الريبي قادر تمامًا على العمل كإنزيم والمشاركة في بعض التفاعلات الكيميائية. علاوة على ذلك ، فإن جزيئات RNA قادرة تمامًا على نمو سلسلة ribonucleotide ، وبعبارة أخرى ، فإن RNA قادر على توليف RNA. هذه هي الطريقة التي بنيت بها صورة "عالم الحمض النووي الريبي" ، وبعد ذلك أصبح مصدر الحياة على الأرض نوعًا من الحساء الكيميائي الأساسي المملوء بالحمض النووي الريبي القديم الذي يكرر نفسه.

كما هو الحال مع أي فرضية تدعي أنها صحيحة ، فإن المفهوم الموصوف له أتباع ومعارضين. لذا ، وفقًا لأحد الاعتراضات ، لا ينبغي أن تحدث التفاعلات التي تشمل الحمض النووي الريبي في بعض المحيطات الأولية المجردة التي لا نهاية لها ، ولكن في بعض الخلايا الدقيقة ، نوع من المفاعلات الدقيقة التي تخلق أغشية دهنية. في المقابل ، لإنشاء مثل هذه الأغشية ، ستكون هناك حاجة إلى بروتينات لم تكن موجودة في تلك العصور القديمة. مؤيدو مفهوم أصل الحياة من كائن RNA الذي ، وفقًا للدراسات الحديثة ، يمكن للمكورات الدقيقة في الصخور المعدنية في قاع المحيط القديم أن تدعي دور هذه المفاعلات الكيميائية.

سؤال آخر يريد معارضو فرضية عالم الرنا أن يسألوه: من أين أتت المواد الخام ذات الوزن الجزيئي المنخفض لبوليمرات الرنا نفسها؟ كما هو معروف ، فإن مونومرات الحمض النووي الريبي هي مركبات ريبونوكليوتيدات معقدة يتم تصنيعها في المختبرات الحديثة بمشاركة البروتينات. في مرحلة ما ، تم التعبير عن نسخة مفادها أن الحياة على كوكبنا نشأت بسبب بعض المحفزات المعدنية التي تدخل في تفاعلات التمثيل الغذائي في مرحلة أولية. بعد مرور بعض الوقت ، أتاحت نتائج هذه التفاعلات إنشاء "منتجات نصف منتهية" لمزيد من التوليف للجزيئات الحيوية الأعلى.

ولكن ، بفضل البحث ، اتضح أن أقدم الحمض النووي الريبي كانت مستقلة تمامًا وقادرة على الاستغناء عن أي مساعدة من المحفزات. في عام 2009 ، نشر جون ساذرلاند من جامعة كامبريدج ، مع زملائه مقالًا جادل فيه أن عددًا من الطوب لل RNA يمكن إنشاؤه من الأسيتيلين والفورمالديهايد ، دون مشاركة أي محفزات. من أجل أن يستمر رد الفعل في الاتجاه الصحيح ، اتضح أنه كافٍ لإعادة إنتاج الظروف المقابلة لفكرة المجتمع العلمي حول "حساء الأرض" الأساسي.

في العام الماضي ، نشر ساذرلاند مقالًا على صفحات كيمياء الطبيعة ، ذكر أن وجود سيانيد الهيدروجين (HCN) وكبريتيد الهيدروجين (H2S) والإشعاع فوق البنفسجي كان كافياً لتكوين الطوب الأولي للأحماض النووية.

ولكن ، لا يسع المرء إلا أن ينتبه إلى أن توليف "المنتجات شبه النهائية" للـ RNA من مواد أولية أولية لم يكن ممكنا لجميع مونومرات الريبونوكليوتيد. كما تعلمون ، في تكوين مركبات RNA هناك قواعد نيتروجينية - الأدينين (A) ، الغوانين (G) ، السيتوزين (C) و uracil (U) - هذه هي بالضبط نفس الحروف الجينية التي ترمز المعلومات الوراثية (كل شيء هو نفسه في DNA ، ولكن بدلاً من اليوراسيل - الثيمين (T)). تختلف كيميائياً ، تنتمي السيتوزين واليوراسيل إلى قواعد البيريميدين والأدينين والجوانين إلى البيورين. عمل مخطط التوليف الذي اقترحه ساذرلاند ومجموعته على البيريميدين ، لكنه لم يكن مناسبًا للبيورينات ، أو ، مع تكرار مجموعة من الشروط الأولية لظهور الحياة ، جعل من الممكن الحصول على كمية صغيرة للغاية من البيورينات.

تمكن توماس كاريل ( توماس كاريل ) وزملاؤه من جامعة لودفيغ - ماكسيميليان في ميونيخ ، الذين شاركوا في التعديلات الكيميائية للأحماض النووية لسنوات عديدة ، من حل التناقض . في إحدى مراحل البحث ، وجد العلماء أن أحد تعديلات البيريميدين ، فوراميدوبيريميدين (FaPy) ، الذي يتفاعل مع الحمض النووي ، قادر على التحول إلى قواعد البيورين. يبقى قليلاً - للتحقق مما إذا كان من الممكن إعادة إنتاج نفس التفاعلات ، ولكن في ظروف "ما قبل التاريخ".

في مقال بتاريخ 13 مايو 2016 نشر في مجلة ساينسوتحدث عن عمل كاريل ، من الملاحظ أنه يمكن الحصول على البيورينات من أجل الحمض النووي الريبي مع وجود الهيدروجين والسيانيد والماء فقط. صحيح ، من أجل جعل التفاعل موجهًا وللحصول على تلك المركبات الوسيطة التي يمكن أن تتحول إلى بيورينات ، كان من الضروري تحمض وسيط التفاعل ، والذي لا يتعارض بشكل عام مع الظروف الأولية للتجربة. يتفاعل الوسيط الناتج ، أمينوبيريميدين ، بسهولة مع حمض الفورميك أو فورماميد ، وبعد ذلك مع السكريات ، مما يؤدي إلى العديد من قواعد البيورين. تم اكتشاف حمض الفورميك والفوراميد العام الماضي بواسطة جهاز Rosetta على المذنب 67P / Churyumov-Gerasimenko ، مما يوحي بأن هذه الكواشف يمكن "إيصالها" إلينا من أعماق الفضاء.

باختصار ، يمكننا القول أنه بناءً على المفهوم الذي اقترحه العلماء على أساس الأدوات المكتشفة ونتائج التجارب ، يمكننا أن نستنتج: الحياة على كوكب الأرض يمكن أن تأتي من اتساع الكون ، والأهم من ذلك ، ليس في شكل بذور سحرية ، أبسط البكتيريا أو جزيء بيولوجي نهائي ، وعلى شكل مواد أولية كيميائية للبناء الأساسي. لذا ، على سبيل المثال ، يوجد نفس سيانيد الهيدروجين بتركيزات عالية في النيازك ، التي سكبت بكثرة على سطح كوكبنا منذ مئات الملايين من السنين.

بالإضافة إلى قواعد النيتروجين البيورين والبيريميدين ، يجب ذكر الريبوز وحمض الفوسفوريك في تكوين الريبونوكليوتيدات ، ولكنها أبسط ، وقد عرف منذ فترة طويلة عن السكريات التي يمكن تصنيعها بطريقة غير بيولوجية ، حتى في ظل الظروف "النجمية". وهكذا ، فقد أكملت الدراسات الحديثة بشكل كبير وبشكل كبير الفهم الحالي لـ "تكنولوجيا" الحياة على الكوكب وأظهرت أن هذه العملية يمكن إعادة إنتاجها باستخدام المواد الخام الكيميائية الأولية ، دون الحاجة إلى إنزيمات معقدة.

صحيح ، يبقى سؤال مهم بنفس القدر مفتوحًا: كيف ، والأهم من ذلك ، لماذا فجأة بشكل عام ، بدأت الحمض النووي الريبي الأول في الظهور ، لماذا بدأ طوب مونومر الريبونوكليوتيد مع تسميات الحروف المألوفة A و G و C و U في التوحد ، حتى لو افترضنا أن جميعهم انتهى بهم المطاف في نفس المكان في نفس الوقت ؟؟

---

هذا كل شيء ، كانت هناك خدمة بسيطة لاختيار معدات Dronk.Ru المعقدة  . لا تنسى الاشتراك في  مدونتنا ، سيكون هناك الكثير من الأشياء المثيرة للاهتمام ... الراعي لهذا المنشور هو خدمة استرداد النقود  LetyShops . رد الأموال لأي مشتريات على الإنترنت. اقرأ المزيد عن خدمة استرداد النقود في مقالنا  اختر خدمة استرداد النقود للذكرى السادسة لـ Aliexpress.

Source: https://habr.com/ru/post/ar394349/