يمكن أن يكون “عالم الحمض النووي الريبوزي” قد أطلق الحياة على الأرض

اكتشف الباحثون الذين يسعون إلى فهم كيفية ظهور الحياة من حساء الأرض البدائي سلوكًا مثيرًا للاهتمام للحمض النووي الريبوزي (RNA)، والذي يقترحون أنه يمكن أن يفسح المجال للحياة القائمة على الحمض النووي الريبي (RNA).

أبحاث الفريق، نشرت هذا الأسبوع في وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم، يصف الريبوزيم الذي يمكن أن يخلق بيئة يكرر فيها الحمض النووي الريبي نفسه بشكل أكثر دقة. وقد أسفرت الجهود الأخرى في التكاثر الذاتي للحمض النووي الريبوزي (RNA) عن إصدارات جديدة تحتوي على الكثير من الأخطاء بحيث لا يمكنها أن تظل فعالة.

يقول جيرالد جويس، المؤلف المشارك في البحث ورئيس معهد سالك، في بيان للمعهد: «إننا نطارد فجر التطور». “من خلال الكشف عن هذه القدرات الجديدة للحمض النووي الريبوزي (RNA)، فإننا نكشف عن الأصول المحتملة للحياة نفسها، وكيف يمكن للجزيئات البسيطة أن مهدت الطريق لتعقيد وتنوع الحياة التي نراها اليوم.”

ال فرضية عالم الحمض النووي الريبوزي (RNA). هي فكرة ذلك كان من الممكن أن يكون الحمض النووي الريبي (RNA) قد حفز بيولوجيا الأرض بدون الحمض النووي أو البروتينات. وتعتمد الفرضية على الريبوزيمات، وهي جزيئات الحمض النووي الريبوزي (RNA) التي تقوم بوظائف الإنزيمات، وهي بروتينات تحفز وتسرع التفاعلات الكيميائية.

في تجربتهم المعملية، طور الباحثون ريبوزيم بوليميراز RNA محددًا قادرًا على إنتاج خيوط RNA بدقة أكبر من الجهود السابقة. وقد أسفرت تلك الجهود السابقة عن ريبوزيزات كانت قادرة على إنتاج نسخ جديدة من نفسها، ولكن في النهاية تمت إضافة الكثير من الأخطاء إلى الخيوط، مما أدى إلى فقدان الريبوزيمات لوظائفها.

كانت الريبوزيمات التي عمل عليها الفريق هي “رؤوس المطرقة”، وهو النوع الذي يقسم جزيئات الحمض النووي الريبي (RNA) الأخرى. كانت الأشكال الجديدة من رأس المطرقة الريبوزيمية التي تم إنتاجها في هذه العملية أسهل في التكرار من رؤوس المطرقة الأصلية التي استخدمها الفريق. احتفظت رؤوس المطرقة من البوليميراز عالي الدقة (الموضحة على اليمين في الفيديو أعلاه) بوظائفها وأنتجت تسلسلات جديدة، في حين فقدت رؤوس المطرقة الناتجة عن البوليميراز منخفض الدقة وظيفتها (الموضحة كنقطة بيضاء في المخططات أعلاه).

وقال نيكولاوس باباستافرو، الباحث في معهد سالك والمؤلف الرئيسي للدراسة، في البيان: “تشير هذه الدراسة إلى أن فجر التطور كان من الممكن أن يكون مبكرًا جدًا وبسيطًا للغاية”. “هناك شيء ما على مستوى الجزيئات الفردية يمكن أن يدعم التطور الدارويني، وربما كان هذا هو الشرارة التي سمحت للحياة بأن تصبح أكثر تعقيدا، والانتقال من الجزيئات إلى الخلايا إلى الكائنات متعددة الخلايا.”

لم يتمكن الفريق بعد من إنتاج بوليميراز الحمض النووي الريبوزي (RNA) ذاتي التكاثر؛ وهذا يعني أن الريبوزيم تكون عملية النسخ هذه مكتفية ذاتيًا. ووفقا للباحثين، يمكن أن تحدث عملية الحمض النووي الريبوزي المستقلة هذه في العقد المقبل.

أكثر: كتل بناء الحمض النووي الريبي (RNA) التي تم رصدها في مركز درب التبانة