"जीवनको उत्पत्तिको बारेमा धेरै प्रश्नहरूको जवाफ दिइएको छ, तर धेरै अध्ययन गर्न बाँकी छ" स्टेनली मिलर र ह्यारोल्ड उरेले 1959 मा आदिम पृथ्वीको अवस्थाहरूमा एमिनो एसिडको प्रयोगशाला संश्लेषण रिपोर्ट गरेपछि भने। धेरै प्रगतिहरू भए तापनि वैज्ञानिकहरू लामो समयदेखि एउटा आधारभूत प्रश्नसँग जुधिरहेका छन् - कुन आनुवंशिक सामग्री आदिम पृथ्वीमा पहिलो पटक गठन भएको थियो, डीएनए or आरएनए, वा दुबै को एक बिट? त्यसको सुझाव दिने प्रमाण अहिले छ डीएनए र आरएनए दुवै आदिम सूपमा सह-अस्तित्व भएको हुन सक्छ जहाँबाट जीवनका रूपहरू सम्बन्धित आनुवंशिक सामग्रीहरूद्वारा विकसित भएको हुन सक्छ।
आणविक जीवविज्ञानको केन्द्रीय सिद्धान्तले बताउँछ डीएनए बनाउछ आरएनए बनाउछ प्रोटीन. प्रोटीन बहुमतका लागि जिम्मेवार छन्, यदि जीवमा हुने सबै प्रतिक्रियाहरू होइनन्। जीवको सम्पूर्ण कार्यक्षमता मुख्यतया तिनीहरूको उपस्थिति र अन्तरक्रियामा निर्भर हुन्छ प्रोटिन अणुहरू। केन्द्रीय सिद्धान्त अनुसार, प्रोटीन मा समावेश जानकारी द्वारा उत्पादन गरिन्छ डीएनए जुन कार्यात्मकमा रूपान्तरण हुन्छ प्रोटिन आरएनए नामक मेसेन्जर मार्फत। यद्यपि, यो सम्भव छ प्रोटीन आफूहरू बिना स्वतन्त्र रूपमा बाँच्न सक्छन् डीएनए or आरएनए, जस्तै prions को मामला हो (misfolded प्रोटिन समावेश नगर्ने अणुहरू डीएनए or आरएनए), तर आफ्नै बलमा बाँच्न सक्छ।
यसरी, जीवनको उत्पत्तिको लागि तीनवटा परिदृश्यहरू हुन सक्छन्।
क) यदि प्रोटीन वा यसको बिल्डिंग ब्लकहरू अरबौं वर्ष पहिले मौलिक सूपमा अवस्थित वायुमण्डलमा जैविक रूपमा बन्न सक्षम थिए, प्रोटीन को आधार मान्न सकिन्छ जीवनको उत्पत्ति। यसको पक्षमा प्रयोगात्मक प्रमाण स्टेनली मिलर द्वारा प्रसिद्ध प्रयोगबाट आउँछ1, 2, जसले मिथेन, अमोनिया, पानी र हाइड्रोजनको मिश्रणलाई एकसाथ मिसाएर विद्युतीय डिस्चार्जमा परिचालित गर्दा एमिनो एसिडको मिश्रण बन्ने देखाएको छ। यो सात वर्षपछि फेरि पुष्टि भयो3 1959 मा स्टेनली मिलर र ह्यारोल्ड उरेले भनेका थिए कि आदिम पृथ्वीमा वायुमण्डल घटाउने उपस्थितिले यसको संश्लेषणलाई जन्म दियो। जैविक माथि उल्लिखित ग्यासहरू र कार्बन मोनोअक्साइड र कार्बन डाइअक्साइडको सानो मात्राको उपस्थितिमा यौगिकहरू। मिलर-उरे प्रयोगहरूको सान्दर्भिकतालाई वैज्ञानिक बिरादरीहरूले धेरै वर्षसम्म प्रश्न उठाएका थिए, जसले सोचे कि उनीहरूको अनुसन्धानमा प्रयोग गरिएको ग्यासको मिश्रण आदिम पृथ्वीमा अवस्थित परिस्थितिहरूको सन्दर्भमा धेरै कम भइरहेको थियो। धेरै सिद्धान्तहरूले N2 र पानी वाष्पको साथ CO2 को अतिरिक्त भएको तटस्थ वातावरण तर्फ औंल्याए।4। यद्यपि, एमिनो एसिडको संश्लेषणको लागि एक तटस्थ वातावरणलाई पनि एक प्रशंसनीय वातावरणको रूपमा पहिचान गरिएको छ5। यसको अतिरिक्त, को लागी प्रोटीन जीवनको उत्पत्तिको रूपमा कार्य गर्न, तिनीहरूले आत्म-नक्कल गर्न आवश्यक छ जसले विभिन्नको संयोजनमा नेतृत्व गर्दछ प्रोटीन जीवमा हुने विभिन्न प्रतिक्रियाहरू पूरा गर्न।
ख) यदि आदिम सूपले ब्लकहरू निर्माण गर्नका लागि सर्तहरू प्रदान गरेको छ डीएनए र / वा आरएनए गठन गर्न, तब यी मध्ये कुनै एक आनुवंशिक सामग्री हुन सक्छ। अहिलेसम्मको अनुसन्धानले मन पराएको छ आरएनए एकल स्ट्र्यान्डको रूपमा अवस्थित र इन्जाइमको रूपमा कार्य गर्ने तिनीहरूको क्षमताको कारणले जीवन स्वरूपहरूको उत्पत्तिको लागि आनुवंशिक सामग्री हुन।6, थप बनाउन सक्षम आरएनए अणुहरू। स्व-प्रतिकृति आरएनए इन्जाइमहरूको संख्या7 वर्षौंमा खोजिएको सुझाव दिन्छ आरएनए प्रारम्भिक आनुवंशिक सामग्री हुन। यो जोन सदरल्याण्डको समूहद्वारा गरिएको अनुसन्धानले थप बलियो बनाएको थियो जसले मिश्रणमा फस्फेट समावेश गरेर आदिम सूप जस्तै वातावरणमा आरएनएका दुई आधारहरू गठन गर्न नेतृत्व गर्यो।8। मिलर-युरेको प्रयोगमा प्रयोग गरिएको जस्तै घटाउने वातावरण (अमोनिया, कार्बन मोनोअक्साइड र पानी भएको) को नक्कल गरेर र त्यसपछि विद्युतीय डिस्चार्जहरू र उच्च-शक्ति लेजरहरू पास गरेर पनि आरएनए भवन ब्लकहरूको गठन देखाइएको छ।9। यदि आरएनए को उत्पत्तिकर्ता मान्ने हो भने कहिले र कसरी भयो डीएनए र प्रोटिन अस्तित्वमा आउँछ? गर्यो डीएनए आरएनएको अस्थिर प्रकृतिको कारणले पछि आनुवंशिक सामग्रीको रूपमा विकास हुन्छ र प्रोटिनहरूले त्यसलाई पछ्याउँछन्। यी सबै प्रश्नको उत्तर अझै अनुत्तरित नै छ ।
C) जीवनको उत्पत्तिमा नेतृत्व गर्ने आदिम सूपमा DNA र RNA सँग-अस्तित्व हुन सक्ने तेस्रो परिदृश्य 3 मा प्रकाशित अध्ययनबाट आएको हो।rd जुन २०२० क्याम्ब्रिज, बेलायतको एमआरसी प्रयोगशालाबाट जोन सदरल्याण्डको समूहद्वारा। अन्वेषकहरूले प्रयोगशालामा उथले पोखरीहरू सहित अरबौं वर्ष पहिले आदिम पृथ्वीमा अवस्थित अवस्थाहरूको नक्कल गरे। तिनीहरूले सबैभन्दा पहिले बन्ने रसायनहरू भंग गरे आरएनए पानीमा, त्यसपछि तिनीहरूलाई सुख्खा र तताएर र त्यसपछि तिनीहरूलाई यूवी विकिरणको अधीनमा राख्छ जुन आदिम समयमा अवस्थित सूर्यको किरणहरू अनुकरण गर्दछ। यसले न केवल दुई भवन ब्लकहरूको संश्लेषणको नेतृत्व गर्यो आरएनए तर को पनि डीएनए, सुझाव दिन्छ कि दुबै न्यूक्लिक एसिडहरू जीवनको उत्पत्तिको समयमा सह-अस्तित्वमा थिए10.
आज अवस्थित समकालीन ज्ञानको आधारमा र आणविक जीवविज्ञानको केन्द्रीय सिद्धान्तलाई सम्मान गर्दै, यो प्रशंसनीय देखिन्छ कि DNA र RNA सह-अस्तित्वमा थिए जसले जीवनको उत्पत्ति र प्रोटीन गठन पछि आयो / भयो।
यद्यपि, लेखक अर्को परिदृश्य अनुमान गर्न चाहन्छन् जहाँ सबै तीन महत्त्वपूर्ण जैविक म्याक्रोमोलिक्युलहरू, जस्तै। आदिम सूपमा डीएनए, आरएनए र प्रोटिन सँगै थिए। पृथ्वीको सतहको रासायनिक प्रकृति, ज्वालामुखी विष्फोट र पानीसँगै अमोनिया, मिथेन, कार्बन मोनोअक्साइड, कार्बन डाइअक्साइड जस्ता ग्यासहरूको उपस्थिति समावेश गर्ने आदिम सूपमा रहेको गडबडी अवस्थाहरू सबै म्याक्रोमोलिक्युलहरू बन्नको लागि उपयुक्त हुन सक्छ। फेरस एट अल द्वारा गरिएको अनुसन्धानले यसको संकेत प्रदान गरेको छ, जहाँ एउटै घटाउने वातावरणमा न्यूक्लियोबेसहरू गठन भएका थिए।9 मिलर-उरेको प्रयोगमा प्रयोग गरियो। यदि हामीले यस परिकल्पनामा विश्वास गर्ने हो भने, विकासको क्रममा, विभिन्न जीवहरूले एक वा अर्को आनुवंशिक सामग्रीलाई अपनाए, जसले तिनीहरूको अस्तित्वलाई अगाडि बढायो।
यद्यपि, हामीले जीवन स्वरूपहरूको उत्पत्ति बुझ्ने प्रयास गर्दा, जीवनको उत्पत्ति र प्रचार कसरी भयो भन्ने आधारभूत र सान्दर्भिक प्रश्नहरूको जवाफ दिन थप अनुसन्धान आवश्यक छ। यसका लागि विज्ञानमा पछ्याइएको वर्तमान सिद्धान्तहरूद्वारा हाम्रो सोचमा ल्याइएका कुनै पनि पूर्वाग्रहहरूमा भर नपरिकन एउटा "आउट-अफ-द-बक्स" दृष्टिकोण चाहिन्छ।
***
सन्दर्भ:
1. मिलर एस., 1953। सम्भावित आदिम पृथ्वी अवस्थाहरूमा एमिनो एसिडको उत्पादन। विज्ञान। १५ मे १९५३: भोल्युम। 15, अंक 1953, pp. 117-3046 DOI: https://doi.org/10.1126/science.117.3046.528
2. Bada JL, Lazcano A. et al 2003. प्रीबायोटिक सूप - मिलर प्रयोग पुन: अवलोकन गर्दै। विज्ञान ०२ मे २००३: भोल्युम। 02, अंक 2003, pp. 300-5620 DOI: https://doi.org/10.1126/science.1085145
3. मिलर एसएल र यूरे एचसी, 1959। आदिम पृथ्वीमा जैविक यौगिक संश्लेषण। विज्ञान ३१ जुलाई १९५९: भोल्युम। 31, अंक 1959, पृ. 130-3370। DOI: https://doi.org/10.1126/science.130.3370.245
4. कास्टिङ जेएफ, हावर्ड एमटी। 2006। प्रारम्भिक पृथ्वीमा वायुमण्डलीय संरचना र मौसम। Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci 361:1733–1741 (2006)। प्रकाशित: ०७ सेप्टेम्बर २००६। DOI: https://doi.org/10.1098/rstb.2006.1902
5. Cleaves HJ, Chalmers JH, et al 2008। तटस्थ ग्रहको वायुमण्डलमा प्रीबायोटिक अर्गानिक संश्लेषणको पुनर्मूल्यांकन। Orig Life Evol Biosph 38:105-115 (2008)। DOI: https://doi.org/10.1007/s11084-007-9120-3
6. Zaug, AJ, Cech TR। 1986। हस्तक्षेप अनुक्रम आरएनए Tetrahymena को एक इन्जाइम हो। विज्ञान ३१ जनवरी १९८६: भोल्युम। 31, अंक 1986, pp. 231-4737 DOI: https://doi.org/10.1126/science.3941911
7. Wochner A, Attwater J, et al 2011. Ribozyme-Catalyzed Transscription of an Active Ribozyme। विज्ञान ०८ अप्रिल: भोल्युम। 08, अंक 332, पृ. 6026-209 (212)। DOI: https://doi.org/10.1126/science.1200752
8. Powner, M., Gerland, B. & Sutherland, J., 2009. सक्रिय पाइरिमिडिन रिबोन्यूक्लियोटाइड्स को पूर्वबायोटिक रूप देखि प्रशंसनीय अवस्था मा संश्लेषण। प्रकृति ४५९, २३९–२४२ (२००९)। https://doi.org/10.1038/nature08013
9. Ferus M, Pietrucci F, et al 2017। मिलर-Urey घटाउने वातावरणमा न्यूक्लियोबेसहरूको गठन। PNAS अप्रिल 25, 2017 114 (17) 4306-4311; पहिलो पटक प्रकाशित अप्रिल १०, २०१७। DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.1700010114
10. Xu, J., Chmela, V., Green, N. et al। 2020 RNA pyrimidine को चयनात्मक प्रीबायोटिक गठन र डीएनए purine nucleosides। प्रकृति ५८२, ६०–६६ (२०२०)। प्रकाशित: 582 जुन 60। DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-020-2330-9
***
