"गैर-जीवित" इमारत की ईंटों से आरएनए इकट्ठा करने और एंजाइमों की मदद के बिना वास्तविक है

ग्रह के कई प्रमुख वैज्ञानिक आज "आरएनए दुनिया" से पृथ्वी पर जीवन की उत्पत्ति की परिकल्पना को मौलिक में से एक मानते हैं। जीवन की उत्पत्ति और विकास की प्रक्रिया वंशानुगत सूचनाओं के प्रसारण पर आधारित है, इसमें होने वाले परिवर्तनों को ध्यान में रखा गया है। और जैविक macromolecules के संश्लेषण के लिए आवश्यक रसायन उल्का बौछार के साथ बाहरी अंतरिक्ष से हमारे ग्रह को मिल सकता है। "आरएनए की दुनिया" के सिद्धांत के प्रकाश में अस्पष्ट, हाल ही में, शुद्धिकरण को कैसे संश्लेषित किया जाए, डीएनए, आरएनए, और किसी भी सेल के ऊर्जा चयापचय के प्रमुख घटकों में से एक का सवाल बना रहा। म्यूनिख लुडविग विश्वविद्यालय के वैज्ञानिक - मैक्सिमिलियन प्रयोगशाला स्थितियों में प्यूरीन्स को संश्लेषित करने में सफल रहे, जो उन लोगों के करीब थे जो "समय की शुरुआत में" पृथ्वी पर मौजूद थे और एक ही समय में जटिल एंजाइमों की भागीदारी के बिना करते हैं।



राइबोन्यूक्लिक एसिड जीवन के प्राथमिक स्रोत की भूमिका के लिए काफी उपयुक्त हैं, क्योंकि वे एक साथ तटस्थ, हानिकारक या उपयोगी म्यूटेशन की अनुमति देने और जानकारी को संग्रहीत करने और कॉपी करने में सक्षम हैं। उसी समय, डीएनए के बारे में बोलते हुए, हम मानते हैं कि उसे अभी भी नकल के लिए प्रोटीन की मदद चाहिए, जबकि आरएनए एक एंजाइम के रूप में कार्य करने और कुछ रासायनिक प्रतिक्रियाओं में भाग लेने में काफी सक्षम है। इसके अलावा, आरएनए अणु राइबोन्यूक्लियोटाइड श्रृंखला को बढ़ाने में काफी सक्षम हैं, दूसरे शब्दों में, आरएनए आरएनए को संश्लेषित करने में सक्षम है। यह "आरएनए दुनिया" की तस्वीर का निर्माण किया गया है, जिसके बाद पृथ्वी पर जीवन का स्रोत प्राचीन आरएनए से भरा एक प्रकार का प्राथमिक रासायनिक सूप बन गया है जिसने खुद को दोहराया।

किसी भी परिकल्पना के साथ जो सत्य होने का दावा करती है, वर्णित अवधारणा के अनुयायी और विरोधी हैं। तो, एक आक्षेप के अनुसार, आरएनए से जुड़ी प्रतिक्रियाएं कुछ अमूर्त अंतहीन प्राथमिक महासागर में नहीं होनी चाहिए, लेकिन कुछ माइक्रोकेल्स में, एक प्रकार के माइक्रोरिएक्टर जो लिपिड झिल्ली बनाते हैं। बदले में, ऐसे झिल्ली बनाने के लिए, प्रोटीन जो उन प्राचीन काल में नहीं थे, उनकी आवश्यकता होगी। आरएनए से जीवन की उत्पत्ति की अवधारणा के समर्थकों ने हाल के अध्ययनों के अनुसार, प्राचीन महासागर के तल पर खनिज चट्टानों में माइक्रोप्रोर्स ऐसे रासायनिक रिएक्टरों की भूमिका का दावा कर सकते थे।

एक और सवाल जो आरएनए दुनिया की परिकल्पना के विरोधियों को पूछना पसंद है: जहां, वास्तव में, आरएनए पॉलिमर के लिए कम आणविक भार कच्चे माल खुद से आया था? जैसा कि ज्ञात है, आरएनए मोनोमर्स प्रोटीन की भागीदारी के साथ आधुनिक प्रयोगशालाओं में संश्लेषित जटिल राइबोन्यूक्लियोटाइड हैं। कुछ स्तर पर, एक संस्करण व्यक्त किया गया था कि हमारे ग्रह पर जीवन कुछ धातु उत्प्रेरक के कारण उत्पन्न हुआ जो कुछ प्रारंभिक चरण में चयापचय प्रतिक्रियाओं में प्रवेश करते हैं। कुछ समय बाद, इन प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप उच्च बायोमॉलीक्यूलस के आगे संश्लेषण के लिए "अर्ध-तैयार उत्पाद" बनाना संभव हो गया।

लेकिन, अनुसंधान के लिए धन्यवाद, यह पता चला कि सबसे पुराने आरएनए पूरी तरह से स्वतंत्र थे और किसी भी उत्प्रेरक की मदद के बिना करने में सक्षम थे। 2009 में, कैम्ब्रिज विश्वविद्यालय के जॉन सदरलैंड ने सहयोगियों के साथ मिलकर एक लेख प्रकाशित किया था जिसमें उन्होंने तर्क दिया था कि किसी भी उत्प्रेरक की भागीदारी के बिना एसिटिलीन और फॉर्मलाडेहाइड से कई शाही सेना की ईंटें बनाई जा सकती हैं। सही दिशा में आगे बढ़ने के लिए प्रतिक्रिया के लिए, यह प्राथमिक "पृथ्वी सूप" के वैज्ञानिक समुदाय के विचार के अनुरूप स्थितियों को पुन: पेश करने के लिए पर्याप्त निकला।

पिछले साल, सदरलैंड ने नेचर केमिस्ट्री के पन्नों पर एक लेख प्रकाशित किया था, जिसमें कहा गया था कि हाइड्रोजन साइनाइड (एचसीएन), हाइड्रोजन सल्फाइड (एच 2 एस) और पराबैंगनी विकिरण की उपस्थिति न्यूक्लिक एसिड के प्रोटो-ब्रिक्स के संश्लेषण के लिए पर्याप्त थी।

लेकिन, कोई इस बात पर ध्यान नहीं दे सकता है कि प्राथमिक प्रोटोहिस्टेरियल सामग्रियों से आरएनए के लिए "अर्ध-तैयार उत्पादों" का संश्लेषण सभी राइबोन्यूक्लियोटाइड मोनोमर्स के लिए संभव नहीं था। जैसा कि आप जानते हैं, आरएनए यौगिकों की संरचना में नाइट्रोजनस आधार होते हैं - एडेनिन (ए), ग्वानिन (जी), साइटोसिन (सी) और यूरैसिल (यू) - ये बिल्कुल एक ही आनुवंशिक पत्र हैं जो वंशानुगत जानकारी को एन्कोडिंग करते हैं (डीएनए में सब कुछ समान है) , लेकिन यूरेशिल के बजाय - थाइमिन (टी))। रासायनिक रूप से वे अलग-अलग होते हैं, साइटोसिन और यूरैसिल पाइरीमिडीन आधारों से संबंधित होते हैं, एडेनिन और गुआनाइन शुद्ध होते हैं। सदरलैंड और उनके समूह द्वारा प्रस्तावित संश्लेषण योजना ने पिरिमिडिंस के लिए काम किया, लेकिन प्यूरीन्स के लिए उपयुक्त नहीं था, या, जीवन के उद्भव के लिए प्रारंभिक परिस्थितियों के एक सेट की पुनरावृत्ति के साथ, एक बहुत ही कम मात्रा में प्यूरीन प्राप्त करना संभव बनाया।

थॉमस कैरेल ( थॉमस कैरेल ) और लुडविग - मैक्सिमिलियन यूनिवर्सिटी ऑफ म्यूनिख के उनके सहयोगी, जो कई वर्षों से न्यूक्लिक एसिड के रासायनिक संशोधनों में शामिल थे, विरोधाभास को हल करने में कामयाब रहे । शोध के एक चरण में, वैज्ञानिकों ने पाया कि डीएनए के साथ प्रतिक्रिया करने वाले पाइरीमिडीन, फॉर्मडाइमोपाइरीमिडीन (फॉपी) के संशोधनों में से एक प्यूरीन के ठिकानों में बदल जाता है। यह काफी हद तक बना हुआ है - यह जांचने के लिए कि क्या समान प्रतिक्रियाओं को पुन: पेश करना संभव है, लेकिन "प्रोटोहिस्टेरिकल" स्थितियों में।

13 मई 2016 के एक लेख में जर्नल साइंस में प्रकाशित हुआऔर कैरेल के काम के बारे में बताते हुए, यह ध्यान दिया जाता है कि आरएनए के लिए प्यूरीन वास्तव में केवल हाइड्रोजन, साइनाइड और पानी के साथ प्राप्त किया जा सकता है। सच है, प्रतिक्रिया को निर्देशित करने के लिए और ठीक उन मध्यवर्ती यौगिकों को प्राप्त करने के लिए जो प्यूरीन में बदल सकते हैं, प्रतिक्रिया माध्यम को अम्लीकृत करना आवश्यक था, जो सामान्य रूप से प्रयोग की प्रारंभिक शर्तों के विपरीत नहीं था। परिणामी मध्यवर्ती, एमिनोपाइरीमिडीन, स्वेच्छा से फार्मिक एसिड या फॉर्मामाइड के साथ प्रतिक्रिया करता है, और बाद में शर्करा के साथ होता है, जिसके परिणामस्वरूप बहुत सारे प्यूरिन बेस होते हैं। पिछले साल धूमकेतु 67P / Churyumov-Gerasimenko पर रोसेटा तंत्र द्वारा फॉर्मिक एसिड और फॉर्मामाइड की खोज की गई थी, जो बताती है कि ये अभिकर्मक अंतरिक्ष की गहराई से हमें "वितरित" कर सकते हैं।

सारांशित करते हुए, हम कह सकते हैं कि खोजे गए औजारों और प्रयोगों के परिणामों के आधार पर वैज्ञानिकों द्वारा प्रस्तावित अवधारणा के आधार पर, हम निष्कर्ष निकाल सकते हैं: ग्रह पृथ्वी पर जीवन अच्छी तरह से ब्रह्मांड की विशालता से लाया जा सकता है, और, महत्वपूर्ण बात, जादू के बीज के रूप में नहीं, सबसे सरल बैक्टीरिया या एक तैयार जैविक अणु, और प्राथमिक निर्माण रासायनिक कच्चे माल के रूप में। इसलिए, उदाहरण के लिए, उच्च सांद्रता में एक ही हाइड्रोजन साइनाइड उल्कापिंडों में मौजूद है, जो हमारे ग्रह की सतह पर करोड़ों साल पहले भरपूर मात्रा में डाला गया था।

प्यूरीन और पाइरीमिडीन नाइट्रोजन आधारों के अलावा, राइबोन्यूक्लियोटाइड्स की संरचना में राइबोज और फॉस्फोरिक एसिड का उल्लेख किया जाना चाहिए, लेकिन वे सरल हैं, और यह लंबे समय से शर्करा के बारे में जाना जाता है कि उन्हें "स्टेलर" स्थितियों के तहत भी एबोजेनिक तरीके से संश्लेषित किया जा सकता है। इस प्रकार, हाल के अध्ययनों ने ग्रह पर जीवन की "तकनीक" की मौजूदा समझ को महत्वपूर्ण और नाटकीय रूप से पूरक किया है और दिखाया है कि जटिल एंजाइमों की आवश्यकता के बिना, इस प्रक्रिया को मौलिक रासायनिक कच्चे माल का उपयोग करके पुन: पेश किया जा सकता है।

सच है, एक समान रूप से महत्वपूर्ण प्रश्न खुला रहता है: कैसे , और सबसे महत्वपूर्ण बात, अचानक क्यों सामान्य तौर पर, पहले आरएनए दिखाई देने लगे, क्यों राइबोन्यूक्लियोटाइड मोनोमर ईंटों से परिचित अक्षर पदनाम ए, जी, सी और यू एकजुट होने लगे, भले ही हम यह मान लें कि वे सभी एक ही समय में एक ही स्थान पर समाप्त हो गए थे ??

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Source: https://habr.com/ru/post/hi394349/