دانشمندان یک قدم به چگونگی پیدایش حیات نزدیک تر شدند - آکا

سایت علمی ، اخبار علمی آکااخبار علمی تازه های فناوری اخبار آموزشی ,[categoriy]

دانشمندان یک قدم به چگونگی پیدایش حیات نزدیک تر شدند

دانشمندان یک قدم به چگونگی پیدایش حیات نزدیک تر شدند - آکا

آکاایران: دانشمندان یک قدم به چگونگی پیدایش حیات نزدیک تر شدند

آکاایران: فعالیت های مولکولی که میلیاردها سال پیش منجر به پیدایش حیات روی زمین شدند، یکی از ناشناخته ترین اسرار علم مدرن هستند و سوال های بسیاری درباره ی آنها وجود دارد. اما حالا دانشمندان می گویند یکی از گام های اصلی در شناخت فعالیت های شیمیایی مولد حیات را پیدا کرده اند. شیمی دانان در آلمان طی گزارشی نشان داده اند که در اوایل پیدایش زمین مواد شیمیایی ساده چگونه ترکیباتی به نام «پورین» (purine) را به وجود آوردند. پورین ها ترکیباتی شیمیایی و از اجزای اصلی تشکیل دهنده ی DNA، RNA و سوخت و ساز انرژی در همه ی سلول ها هستند.

به گزارش آکاایران: «جرالد جویس» (Gerald Joyce)، یک شیمی دان از موسسه ی پژوهشی اسکریپس و دیگران مدت هاست که معتقدند یکی از مهم ترین اتفاقات اولیه در فرایند پیدایش حیات، تشکیل مولکول RNA است. RNA مولکولی زنجیره ای است که اطلاعات ژنتیکی را منتقل کرده و سرعت دیگر واکنش های شیمیایی را افزایش می دهد. هر دوی این کاربردها برای تکامل حیات ضروری بودند. اما مشکل دانشمندان تا به امروز این بوده که نمی توانستند بفهمند که خود مولکول RNA چگونه به وجود آمده است.

مولکول RNA از چهار ترکیب شیمیایی متفاوت ساخته شده است که از این قرار هستند: «آدنین» (A)، «گوانین» (G)، «سیتوزین» (C) و «اوراسیل» (U). هفت سال پیش گروهی از محققان به سرپرستی شیمی دان انگلیسی به نام «جان سادرلند» (John Sutherland) مجموعه ای از مراحل را نشان داد که طی آنها برخی از واکنش های شیمیایی منجر به ایجاد ترکیب های شیمیایی سیتوزین و اوراسیل شدند. اما دانشمندان تاکنون نتوانسته اند پیدایش دیگر اجزای بنیادی و سازنده ی پورین RNA، یعنی آدنین و گوانین را از همین طریق توضیح دهند. در سال 1972، یک شیمی دان انگلیسی به نام «لزلی اورگل» (Leslie Orgel) و همکارانش روشی را برای تشکیل پورین توضیح دادند. اما «توماس کارل» (Thomas Carell)، یک شیمی دان از دانشگاه «لودویگ ماکسیمیلیان» می گوید فرایندی که آنها برای تشکیل پورین نشان دادند، به نظر ممکن نمی رسد. چرا که در نتیجه ی آن فرایند میزان خیلی کمی از پورین تولید می شود که برای پیدایش حیات کافی نیست. کارل می گوید: «بیش از 40 سال است که کارشناسان به دنبال فرایند ها و ترکیبات شیمیایی سازنده ی پورین ها می گردند.»

کارل و همکارانش چند سال پیش هنگام مطالعه ی نحوه ی آسیب دیدن DNA سرنخ جدیدی پیدا کردند. مولکول DNA شباهت زیادی به RNA دارد، به جز اینکه جای اوراسیل را «تیامین» (thyamine) گرفته است. آنها می خواستند ببینید که مولکولی به نام «فورمامیدوپیریمیدین» FaPy)) چگونه با DNA واکنش می دهد و طی این پژوهش پی بردند که این مولکول می تواند با واکنش شیمیایی منجر به تشکیل پورین شود. بنابراین، آنها تصمیم گرفتند بررسی کنند که آیا شرایط زمین در دوره های اولیه برای به وجود آمدن مولکول FaPy و در نتیجه تشکیل پورین ها مناسب بوده است یا خیر.

اولین مرحله آسان بود و فقط به هیدروژن، سیانید و آب نیاز داشت. هیدروژن سیانید مولکول ساده ای است که تنها از سه اتم هیدروژن، نیتروژن و کربن تشکیل شده. تقریبا همه ی دانشمندان مرتبط هم عقیده هستند که در سال های اولیه پس از پیدایش زمین، مولکول هیدروژن سیانید به وفور وجود داشته. این ماده در آب سریع واکنش داده و یکی از کلاس های مولکولی به نام «آمینوپیریمیدین» (aminopyrimidine) را تشکیل می دهد. این مولکول ها محتوی چند گروه شیمیایی به نام آمین هستند. در حالت عادی، این آمین ها طی واکنش های شیمیایی طیف گسترده ای از ترکیبات شیمیایی را تشکیل می دهند. اما کارل می گوید اکثر آن ترکیبات، پورین نیستند.

کارل باید راهی پیدا می کرد که به غیر از یک آمین مهم، جلوی واکنش شیمیایی همه ی آمین ها را بگیرد. او می گوید: «من در ابتدا فکر می کردم این کار جواب نمی دهد.» اما راه حل آن خیلی ساده تر از چیزی بود که او انتظار داشت. وقتی تیم کارل مقداری از نوع خاصی از اسید را وارد یک محلول شیمیایی کردند، یک واکنش شیمیایی باعث شد که یک پروتون اضافه از اسید جدا شده و به آمینوپیریمیدین بچسبد. این پروتون اضافه واکنش پذیری همه ی گروه های آمین به جز یکی از آنها را خنثی کرد. در کمال خوشحالی کارل، تنها آمینی که واکنش پذیر باقی مانده بود دقیقا همانی بود که می توانست منجر به تشکیل پورین شود.

این همه ی ماجرا نیست. نتایج آزمایشگاهی بعدی نشان دادند که آمین واکنش پذیر روی مولکول آمینوپیریمیدین سریع با فرمیک اسید یا فرمامید پیوند می زند. سال گذشته، فضاپیمای روزتا (Rosetta) هر دو ترکیب شیمیایی را روی یک دنباله دار پیدا کرد. بنابراین، دانشمندان فکر می کنند که احتمالا در ابتدای پیدایش زمین، این دنباله دارها روی زمین باریدند. وقتی که پیوندهای شیمیایی برقرار شدند، سپس محصولات آن واکنش های شیمیایی با شکر واکنش دادند و مقادیر زیادی پورین ایجاد شد.

اما «استیون بنر» (Steven Benner)، یک شیمی دان و متخصص پیدایش حیات می گوید به این زودی ها نمی توانیم قاطعانه این توضیحات را برای پیدایش حیات بپذیریم. بنر قبول دارد که توضیحات ارایه شده برای نحوه ی تشکیل پورین یک قدم بزرگ رو به جلو است. اما حتی اگر درست باشند، شرایط شیمیایی که پورین ها را به وجود آوردند با شرایط شیمیایی که سادرلند و گروهش توصیف کرده اند، هم خوانی ندارد. بنابراین مشخص نیست که دقیقا آدنین، گوانین، سیتوزین و اوراسیل چگونه به هم پیوند خوردند. حتی اگر همه ی ترکیبات سازنده ی RNA در یک زمان و یک مکان کنار هم بودند، هنوز مشخص نیست که چه چیزی باعث شد این ترکیبات به هم متصل شوند و RNAها را تشکیل دهند.

در هر صورت، ما اینجا حضور داریم، پس باید این اتفاق به شکلی رخ داده باشد. اما محققان RNA هنوز باید چند معمای دیگر را حل کنند تا بتوانند یکی از بزرگ ترین اسرار حیات را کاملا بفهمند.

[ منبع این خبر سایت آکاایران-علمی می باشد، برای مشاهده متن اصلی خبر می توانید روی این قسمت کلیک کنید ]

برای نمایش تمام اخبار مرتبط با عنوان «دانشمندان یک قدم به چگونگی پیدایش حیات نزدیک تر شدند - آکا» اینجا کلیک کنید. شفاف سازی:
خبر فوق در سایت آکاایران-علمی منتشر شده و صرفا در این سایت بازنشر شده است. چنانچه به خبر فوق اعتراض دارید برای حذف آن روی این قسمت کلیک کنید.

نکته: با توجه به جمع آوری خودکار مطالب از سطح وب در صورت مشاهده هرگونه تخلف و یا اخبار غیر مجاز و یا اعتراض به انتشار مطالب سایت ها با ایمیل khabargroup.info@gmail.com در تماس باشید

تبلیغات





جدیدترین اخبار منتشر شده

تبلیغات