شواهد رو به رشدی وجود دارد که زندگی روی زمین با چیزی بیش از RNA آغاز شده است

چگونگی پیدایش حیات در زمین به  ادامه می‌دهد دانشمندان را مجذوب می کند، اما نگاه کردن به میلیاردها سال گذشته آسان نیست. اکنون، شواهدی برای فرضیه نسبتاً جدیدی از چگونگی آغاز زندگی در حال افزایش است: با ترکیبی بسیار دقیق از RNA و DNA.

RNA و DNA هر دو ساختار ژنتیکی تمام حیات بیولوژیکی را تعیین می کنند و DNA به عنوان یک طرح ژنتیکی و RNA به عنوان یک نقشه خوان یا رمزگشا. برای مدت طولانی، تصور می‌شد که RNA ابتدا در زمین توسعه یافته و سپس DNA تکامل یافته است – اما شواهد رو به افزایش نشان می‌دهد که ممکن است همزمان پدیدار شده باشند و هر دو در شروع حیات روی این سیاره نقش داشته باشند.

یک مطالعه در سال ۲۰۲۱ این ایده را با توضیح اینکه چگونه ترکیب ساده دیامیدوفسفات ( DAP) – که ممکن است پیش از حیات روی زمین باشد – می تواند بلوک های سازنده DNA به نام دئوکسی نوکلئوزیدها را به رشته های اصلی DNA پیوند دهد.

“این یافته گام مهمی به سوی توسعه یک مدل شیمیایی دقیق از چگونگی پیدایش اولین اشکال حیات در زمین است.” and-events/press-room/2020/20201223-krishnamurthy-dna.html” target=”_blank” rel=”noopener noreferrer”>شیمیدان Ramanarayanan Krishnamurthy

در ژانویه ۲۰۲۱ از تحقیقات Scripps در کالیفرنیا گفت.

این یافته‌ها به این ایده اعتبار می‌بخشد که DNA و RNA با هم از واکنش‌های شیمیایی مشابهی در آغاز حیات در سیاره ما ایجاد شده‌اند، و اینکه اولین مولکول‌های خودتثبیت‌شونده می‌توانند ترکیبی از این دو بوده باشند. اسیدهای نوکلئیک – نه فقط RNA، همانطور که در فرضیه تثبیت شده تر “دنیای RNA” پیشنهاد شده است.

یکی از مسائل مهم در مورد این ایده که RNA به تنهایی باعث پیدایش حیات بر روی زمین شده است این است که چگونه RNA قادر به انجام فرآیند خود همانند سازی لازم است – RNA معمولاً به آنزیم نیاز دارد. برای تقسیم شدن، که پس از RNA تکامل یافته است.

از آنچه تاکنون می دانیم، به نظر می رسد که RNA دارای نوعی دست یاری در زندگی مهندسی – و جدیدترین آزمایش‌ها نشان می‌دهد که DNA می‌توانست به خوبی از آن استفاده کند و مولکولی “کایمریک” ایجاد کند. رشته‌هایی که می‌توانند راحت‌تر از RNA به تنهایی از هم جدا شوند.

مجموعه‌ای از آزمایش‌های آزمایشگاهی که توسط محققان انجام شد، اتفاقاتی را که ممکن است قبل از آغاز حیات روی زمین رخ داده باشد، شبیه‌سازی کردند و نشان دادند که چگونه DAP می‌توانست DNA اساسی را در زمین تشکیل دهد. تقریباً به همان روشی که RNA می تواند از بلوک های سازنده شیمیایی گرد هم بیاید.

“با کمال تعجب متوجه شدیم که استفاده از DAP برای واکنش با دئوکسی نوکلئوزیدها زمانی بهتر عمل می کند که دئوکسی نوکلئوزیدها همه یکسان نباشند اما در عوض مخلوط شوند. از حروف مختلف DNA مانند A و T، یا G و C، مانند DNA واقعی، بیولوژیست شیمیایی ادی جیمنز، از تحقیقات اسکریپس گفت.

ممکن است هرگز با اطمینان ندانیم که آیا DNA به RNA برای تشکیل اولین اشکال حیات کمک کرده است یا خیر. در سیاره ما، با توجه به اینکه این اتفاق میلیاردها سال پیش رخ داده است، اما درک ما از این فرآیندها همچنان در حال توسعه است.

این تحقیق فقط از نظر چگونگی ارتباط آن با منشاء حیات نیز مفید نیست – بینش به رابطه RNA-DNA می تواند کاربردهای زیادی در شیمی و زیست شناسی مدرن داشته باشد.

“اکنون که ما بهتر می دانیم چگونه یک شیمی اولیه می تواند اولین RNA ها و DNA ها را بسازد، می توانیم شروع به استفاده از آن کنیم. آن را روی ترکیبی از بلوک‌های سازنده ریبونوکلئوزید و دئوکسی‌نوکلئوزید برای دیدن مولکول‌های کایمریک تشکیل می‌دهند – و اینکه آیا می‌توانند خود تکرار شوند و تکامل پیدا کنند،” گفت کریشنامورتی.

تحقیق میخانه بود فهرست شده در Angewandte Chemie .

نسخه ای از این مقاله برای اولین بار در ژانویه ۲۰۲۱ منتشر شد.