السر الكيميائي للحياة.. وضع سيناريو لبدايات الأرض قبل 4 مليارات سنة
تمكن علماء من إظهار كيفية اتحاد عنصرين أساسيين للحياة، بشكل تلقائي في بدايات الأرض قبل نحو 4 مليارات عام.
ولطالما حاول العلماء فهم بدايات الحياة على الأرض منذ السبعينيات، ويزعم باحثون متخصصون في الكيمياء بجامعة كلية لندن، أنهم توصلوا لذلك، عبر إظهار كيفية اتحاد عنصرين أساسيين للحياة، وهما الحمض النووي الريبي "آر إن إيه" والأحماض الأمينية.
والأحماض الأمينية هي اللبنات الأساسية للبروتينات، "آلات العمل" الحيوية للحياة، لكنها لا تستطيع التكرار أو إنتاج نفسها دون تعليمات، وهذه التعليمات يوفرها الـ"آر إن إيه"، القريب كيميائيًا من الحمض النووي" دي إن إيه".
وفي دراسة نشرتها مجلة "نيتشر"، نجح الباحثون في ربط الأحماض الأمينية بـ"آر إن إيه" في ظروف مشابهة لما كان موجودا على الأرض البدائية، وهو إنجاز لم يحققه العلماء سابقا.
وقال البروفيسور ماثيو باور، من قسم الكيمياء في جامعة كلية لندن: "الحياة تعتمد على قدرة تركيب البروتينات، وهي الجزيئات الأساسية لوظائف الكائنات الحية، وفهم كيفية نشوء تركيب البروتينات يعد خطوة أساسية لفهم أصل الحياة، ودراستنا تُظهر كيف يمكن أن يكون الـ"آر إن إيه" قد بدأ في التحكم بهذه العملية منذ بدايات الأرض".
وأضاف: "اليوم تستخدم الحياة الآلية الجزيئية المعقدة المعروفة بالريبوسوم لصنع البروتينات، اعتمادًا على تعليمات مكتوبة في الـ"آر إن إيه" الذي ينقل الشفرة الوراثية من "دي إن إيه" إلى الريبوسوم، وفي تجربتنا، نجحنا في المرحلة الأولى من هذه العملية باستخدام كيمياء بسيطة في الماء عند درجة حموضة معتدلة، لربط الأحماض الأمينية بـ"آر إن إيه" بطريقة تلقائية وانتقائية، وقد تكون حدثت فعليا على الأرض البدائية".
وأوضح الباحثون أن التجارب السابقة فشلت لأنها اعتمدت على جزيئات شديدة النشاط تتحلل في الماء، مما يؤدي إلى تفاعل الأحماض الأمينية مع بعضها بدلًا من ارتباطها بـ"آر إن إيه".
وفي الدراسة الجديدة، استخدم الفريق طريقة مستوحاة من البيولوجيا لتفعيل الأحماض الأمينية باستخدام مركب "ثيوإستر" عالي الطاقة، وهو جزيء معروف بدوره في العديد من العمليات البيوكيميائية، وكان يُعتقد أنه لعب دورا في بداية الحياة.
وقال البروفيسور باور: "دراستنا توحد نظريتين أساسيتين حول أصل الحياة: عالم "آر إن إيه" حيث يفترض أن "آر إن إيه" القادر على التكرار الذاتي كان أساسيا، وعالم الثيوإستر، حيث تُعتبر الثيوإسترات مصدر الطاقة للأشكال الأولى للحياة".
ويؤكد الباحثون أن هذه النتائج تمثل خطوة كبيرة نحو فهم أصول تركيب البروتينات وربطها بالشفرة الوراثية وعمليات الأيض الأساسية، ما يقرب العلماء من حل أحد أعقد الألغاز العلمية: كيف بدأت الحياة على كوكبنا.
aXA6IDIxNi43My4yMTYuNyA= جزيرة ام اند امز
