Scientists crack how primordial life on Earth might have replicated itself

Date:

May 15, 2018

Source:

Medical Research Council

Summary:

Scientists have created a new type of genetic replication system which demonstrates how the first life on Earth — in the form of RNA — could have replicated itself. The scientists say the new RNA utilizes a system of genetic replication unlike any known to naturally occur on Earth today.

دانشمندان پی بردند که چگونه RNA در زندگی اولیه بر روی زمین میتوانسته همانندسازی بکند

تئوری مشهوری که در مورد ابتدایی ترین مراحل اولیه زندگی بر روی زمین وجود دارد این است که وابسته به رشته های RNA می باشد، پسرعموی شیمیایی DNA. همانند DNA مولکول های RNA هم می توانند اطلاعات ژنتیکی را با استفاده از چهار باز حمل کنند، اما RNA می تواند بیش از یک رشته ساده اطلاعات داشته باشد. برخی از رشته های RNA میتوانند بر روی هم پیچ و تاب بخورند و شکل سه بعدی خاصی بگیرند که میتوانند همانند آنزیم ها باشد، میتواند واکنش های شیمیایی انجام بدهد، که به آن رایبوزیم می گویند.

رایبوزیم

اگر رایبوزیم بتواند RNA پیچ و تاب خورده را تکثیر بکند، می تواند خود را کپی بکند و یک سیستم ساده زندگی را پشتیبانی بکند. دانشمندان قبلا رایبوزیم هایی توسعه داده بودند که میتوانست رشته ی RNA را همانندسازی بکند، اما اگر RNA بر روی هم پیچ و تاب بخورد از کپی شدن به وسیله رایبوزیم جلوگیری می کند. در مقاله ای که در ژورنال eLife منتشر شد، دانشمندان توانستند این پارادوکس را حل بکنند، از طریق مهندسی رایبوزیمی که می تواند RNA پیچ و تاب خورده را همانندسازی کند، که این شامل خود همان مولکول RNA می شود.

به طور معمول وقتی که RNA کپی می شود، آنزیم می تواند در یک مرتبه یک باز اضافه بکند، اما این رایبوزیم جدید سه تا باز متصل شده به یکدیگر را اضافه می کند. این بلوک های سه گانه رایبوزیم را قادر می سازند تا RNA پیچ و تاب خورده را همانند ساطی بکند، زیرا این بلوک های سه گانه با قدرت بیشتری می توانند به RNA متصل شوند و پیچ و تاب آن را باز بکنند.

سوپ بنیادین

دانشمندان می گویند “سوپ بنیادین” می تواند شامل ترکیبی از انواع بازها با طول های مختلف باشد، یک، دو، سه، چهار و بیشتر؛ اما آن ها متوجه شدند که هرچه طول زنجیره هرچه بیش تر از سه تا بشود، موجب می شود کپی شدن RNA با دقت کمتری صورت بگیرد. اگرچه این اولین گام می باشد چون رایبوزیم هنوز به کمک های زیادی برای انجام تکثیر نیاز دارد.

ما از این سییستم یک سیستم خالص تهیه کرده بودیم، بنابراین گام بعدی ترکیب کردن آن با سوبستراهای پیچیده تر می باشد تا شرایط سوپ بنیادین شبیه سازی بشود. این محیط حاوی طیف وسیعی از پپتیده های ساده و لیپیدها بوده که میتوانسته با RNA تعامل داشته باشند. این آزمایش در دمای منفی ۷ درجه سانتیگراد صورت گرفت، زیرا محققان کشف کرده بودند که انجماد موجب تجمع مولکول های RNA در آب نمک مایع می شود. این نیز برای آنزیم های RNA مفید است چون پایدارتر هستند و بهتر عمل میکنند در دمای سرد.

نویسنده : سعید کارگر