"जीवनाच्या उत्पत्तीबद्दल अनेक प्रश्नांची उत्तरे मिळाली आहेत, परंतु बरेच काही अभ्यास करणे बाकी आहे" स्टॅनले मिलर आणि हॅरोल्ड उरे यांनी 1959 मध्ये पृथ्वीच्या आदिम परिस्थितीत अमीनो ऍसिडच्या प्रयोगशाळेतील संश्लेषणाचा अहवाल दिल्यानंतर परत सांगितले. अनेक प्रगतीपथावर असूनही शास्त्रज्ञ दीर्घकाळापासून एका मूलभूत प्रश्नाशी झुंजत आहेत - आदिम पृथ्वीवर कोणती अनुवांशिक सामग्री प्रथम तयार झाली होती, डीएनए or आरएनए, किंवा दोन्हीपैकी थोडा? असे सुचवण्यासाठी आता पुरावे आहेत डीएनए आणि आरएनए दोघेही आदिम सूपमध्ये सह-अस्तित्वात असू शकतात जिथून जीवसृष्टी संबंधित अनुवांशिक सामग्रीसह विकसित झाली असावी.
आण्विक जीवशास्त्राचा मध्यवर्ती सिद्धांत असे सांगते डीएनए मॉडेल्स आरएनए मॉडेल्स प्रथिने. प्रथिने बहुसंख्यांसाठी जबाबदार असतात, जर जीवामध्ये सर्व प्रतिक्रिया होत नसतील. एखाद्या जीवाची संपूर्ण कार्यक्षमता मुख्यत्वे त्यांच्या उपस्थिती आणि परस्परसंवादावर अवलंबून असते प्रथिने रेणू केंद्रीय मतानुसार, प्रथिने मध्ये समाविष्ट असलेल्या माहितीद्वारे तयार केले जातात डीएनए जे फंक्शनल मध्ये रूपांतरित केले जाते प्रथिने आरएनए नावाच्या मेसेंजरद्वारे. तथापि, हे शक्य आहे प्रथिने स्वत: शिवाय स्वतंत्रपणे जगू शकतात डीएनए or आरएनए, जसे prions च्या बाबतीत आहे (चुकीचे फोल्ड केलेले प्रथिने नसलेले रेणू डीएनए or आरएनए), परंतु ते स्वतःच जगू शकतात.
अशा प्रकारे, जीवनाच्या उत्पत्तीसाठी तीन परिस्थिती असू शकतात.
अ) जर द प्रथिने किंवा त्याचे बिल्डिंग ब्लॉक्स अब्जावधी वर्षांपूर्वी अस्तित्वात असलेल्या वातावरणात आदिम सूपमध्ये अजैविकपणे तयार होण्यास सक्षम होते, प्रथिने चा आधार म्हणून म्हटले जाऊ शकते जीवनाचे मूळ. त्याच्या बाजूने प्रायोगिक पुरावा स्टॅनले मिलरच्या प्रसिद्ध प्रयोगातून येतो1, 2, ज्याने असे दर्शवले की जेव्हा मिथेन, अमोनिया, पाणी आणि हायड्रोजन यांचे मिश्रण एकत्र मिसळले जाते आणि विद्युत स्त्रावानंतर प्रसारित केले जाते तेव्हा अमीनो ऍसिडचे मिश्रण तयार होते. सात वर्षांनंतर पुन्हा याची पुष्टी झाली3 1959 मध्ये स्टॅन्ली मिलर आणि हॅरोल्ड उरे यांनी असे नमूद केले की आदिम पृथ्वीवरील वातावरणातील घटतेच्या उपस्थितीने संश्लेषणास जन्म दिला. सेंद्रीय वर नमूद केलेल्या वायूंच्या उपस्थितीत संयुगे अधिक कमी प्रमाणात कार्बन मोनोऑक्साइड आणि कार्बन डायऑक्साइड. मिलर-उरे प्रयोगांच्या प्रासंगिकतेवर अनेक वर्षांपासून वैज्ञानिक बंधुतेने प्रश्नचिन्ह उपस्थित केले होते, ज्यांना असे वाटले की त्यांच्या संशोधनात वापरलेले वायूचे मिश्रण आदिम पृथ्वीवर अस्तित्वात असलेल्या परिस्थितीच्या संदर्भात खूपच कमी होते. N2 आणि पाण्याची वाफ असलेले CO2 जास्त असलेले तटस्थ वातावरणाकडे अनेक सिद्धांत सूचित करतात4. तथापि, अमीनो ऍसिडच्या संश्लेषणासाठी एक तटस्थ वातावरण देखील एक प्रशंसनीय वातावरण म्हणून ओळखले गेले आहे5. याव्यतिरिक्त, साठी प्रथिने जीवनाची उत्पत्ती म्हणून कार्य करण्यासाठी, त्यांना स्वत: ची प्रतिकृती तयार करणे आवश्यक आहे ज्यामुळे भिन्नतेचे संयोजन होते प्रथिने जीवामध्ये होणाऱ्या विविध प्रतिक्रियांची पूर्तता करण्यासाठी.
ब) जर आदिम सूपने बिल्डिंग ब्लॉक्ससाठी परिस्थिती प्रदान केली असेल डीएनए आणि / किंवा आरएनए तयार व्हायचे असेल, तर यापैकी कोणतीही एक अनुवांशिक सामग्री असू शकते. आतापर्यंतच्या संशोधनाला अनुकूलता मिळाली आरएनए जीवसृष्टीच्या उत्पत्तीसाठी अनुवांशिक सामग्री बनणे त्यांच्या स्वतःवर दुमडण्याची क्षमता, एकल स्ट्रँड म्हणून अस्तित्वात आहे आणि एन्झाइम म्हणून कार्य करते6, अधिक बनविण्यास सक्षम आरएनए रेणू अनेक स्वयं-प्रतिकृती आरएनए एंजाइम7 वर्षानुवर्षे शोधून काढले आहेत आरएनए प्रारंभिक अनुवांशिक सामग्री असणे. जॉन सदरलँडच्या गटाने केलेल्या संशोधनामुळे याला आणखी बळकटी मिळाली ज्यामुळे मिश्रणात फॉस्फेटचा समावेश करून आदिम सूप सारख्या वातावरणात RNA चे दोन बेस तयार झाले.8. RNA बिल्डिंग ब्लॉक्सची निर्मिती देखील मिलर-युरेच्या प्रयोगात वापरलेल्या वातावरणाप्रमाणेच कमी करणारे वातावरण (अमोनिया, कार्बन मोनोऑक्साइड आणि पाणी असलेले) अनुकरण करून आणि नंतर त्यांच्याद्वारे इलेक्ट्रिक डिस्चार्ज आणि उच्च-शक्तीचे लेसर पार करून दर्शविले गेले आहे.9. जर आरएनएचा प्रवर्तक मानायचा असेल तर केव्हा आणि कसा झाला डीएनए आणि प्रथिने अस्तित्वात येतात? केले डीएनए नंतर अनुवांशिक सामग्री म्हणून विकसित होते कारण RNA च्या अस्थिर स्वरूपामुळे आणि प्रथिने अनुसरले जातात. या सर्व प्रश्नांची उत्तरे अजूनही अनुत्तरीत आहेत.
क) जीवनाची उत्पत्ती करणाऱ्या आदिम सूपमध्ये डीएनए आणि आरएनए सहअस्तित्वात असू शकतात ही तिसरी परिस्थिती 3 रोजी प्रकाशित झालेल्या अभ्यासातून समोर आली आहे.rd केंब्रिज, यूके येथील MRC प्रयोगशाळेतील जॉन सदरलँडच्या गटाने जून 2020. संशोधकांनी प्रयोगशाळेत उथळ तलावांसह अब्जावधी वर्षांपूर्वी आदिम पृथ्वीवर अस्तित्वात असलेल्या परिस्थितीचे अनुकरण केले. त्यांनी प्रथम तयार होणारी रसायने विरघळली आरएनए पाण्यात, त्यानंतर ते कोरडे आणि गरम करून नंतर त्यांना अतिनील किरणांच्या अधीन केले जाते ज्यामुळे सूर्याच्या किरणांचे अनुकरण होते. यामुळे केवळ दोन बिल्डिंग ब्लॉक्सचे संश्लेषण झाले नाही आरएनए पण देखील डीएनए, असे सूचित करते की जीवनाच्या उत्पत्तीच्या वेळी दोन्ही न्यूक्लिक ॲसिड सह-अस्तित्वात होते10.
आज अस्तित्वात असलेल्या समकालीन ज्ञानाच्या आधारे आणि आण्विक जीवशास्त्राच्या मध्यवर्ती सिद्धांताचा सन्मान करताना, असे दिसते की डीएनए आणि आरएनए सह-अस्तित्वात होते ज्यामुळे जीवनाची उत्पत्ती आणि प्रथिने निर्मिती नंतर आली/झाली.
तथापि, लेखकाला आणखी एका परिस्थितीचा अंदाज लावायचा आहे जिथे तिन्ही महत्त्वाचे जैविक मॅक्रोमोलेक्यूल्स, उदा. डीएनए, आरएनए आणि प्रथिने आदिम सूपमध्ये एकत्र अस्तित्वात होते. पृथ्वीच्या पृष्ठभागाचे रासायनिक स्वरूप, ज्वालामुखीचा उद्रेक आणि पाण्यासह अमोनिया, मिथेन, कार्बन मोनोऑक्साइड, कार्बन डायऑक्साइड यांसारख्या वायूंचा समावेश असलेल्या आदिम सूपमध्ये अस्तित्त्वात असलेल्या गोंधळलेल्या परिस्थिती सर्व मॅक्रोमोलेक्यूल्स तयार होण्यासाठी आदर्श होत्या. फेरस एट अल यांनी केलेल्या संशोधनाने याचा एक इशारा दिला आहे, जेथे न्यूक्लिओबेस समान कमी करणाऱ्या वातावरणात तयार झाले होते.9 मिलर-युरेच्या प्रयोगात वापरले. जर आपण या गृहीतकावर विश्वास ठेवायचा असेल, तर उत्क्रांतीच्या काळात, वेगवेगळ्या जीवांनी एक किंवा दुसरी अनुवांशिक सामग्री स्वीकारली, ज्यामुळे त्यांचे अस्तित्व पुढे जाण्यास अनुकूल होते.
तथापि, आपण जीवनाच्या स्वरूपाची उत्पत्ती समजून घेण्याचा प्रयत्न करत असताना, जीवनाची उत्पत्ती आणि प्रसार कसा झाला याबद्दल मूलभूत आणि समर्पक प्रश्नांची उत्तरे देण्यासाठी बरेच संशोधन आवश्यक आहे. विज्ञानात पाळल्या गेलेल्या सध्याच्या मतप्रणालीने आपल्या विचारात आणलेल्या कोणत्याही पूर्वग्रहांवर विसंबून न राहता यासाठी “आउट-ऑफ-द-बॉक्स” दृष्टीकोन आवश्यक आहे.
***
संदर्भ:
1. मिलर एस., 1953. संभाव्य आदिम पृथ्वीच्या परिस्थितीत अमीनो ऍसिडचे उत्पादन. विज्ञान. १५ मे १९५३: खंड. 15, अंक 1953, pp. 117-3046 DOI: https://doi.org/10.1126/science.117.3046.528
2. बडा जेएल, लाझकानो ए. एट अल 2003. प्रीबायोटिक सूप-मिलर प्रयोगाची पुनरावृत्ती करणे. विज्ञान 02 मे 2003: खंड. 300, अंक 5620, pp. 745-746 DOI: https://doi.org/10.1126/science.1085145
3. मिलर एसएल आणि युरे एचसी, 1959. आदिम पृथ्वीवरील सेंद्रिय संयुग संश्लेषण. विज्ञान ३१ जुलै १९५९: खंड. 31, अंक 1959, पृ. 130-3370. DOI: https://doi.org/10.1126/science.130.3370.245
4. कास्टिंग जेएफ, हॉवर्ड एमटी. 2006. सुरुवातीच्या पृथ्वीवरील वातावरणाची रचना आणि हवामान. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci 361:1733–1741 (2006). प्रकाशित: 07 सप्टेंबर 2006. DOI: https://doi.org/10.1098/rstb.2006.1902
5. क्लीव्हज एचजे, चाल्मर्स जेएच, एट अल 2008. तटस्थ ग्रहांच्या वातावरणात प्रीबायोटिक सेंद्रिय संश्लेषणाचे पुनर्मूल्यांकन. ओरिग लाइफ इव्हॉल बायोस्फ 38:105–115 (2008). DOI: https://doi.org/10.1007/s11084-007-9120-3
6. Zaug, AJ, Cech TR. 1986. मध्यंतरी क्रम आरएनए टेट्राहायमेना हे एन्झाइम आहे. विज्ञान 31 जानेवारी 1986: खंड. 231, अंक 4737, pp. 470-475 DOI: https://doi.org/10.1126/science.3941911
7. वोचनर ए, अॅटवॉटर जे, एट अल 2011. रिबोझाइम-कॅटलाइज्ड ट्रान्सक्रिप्शन ऑफ एन अॅक्टिव्ह रिबोझाइम. विज्ञान 08 एप्रिल: खंड. 332, अंक 6026, pp. 209-212 (2011). DOI: https://doi.org/10.1126/science.1200752
8. पॉनर, एम., गेरलँड, बी. आणि सदरलँड, जे., 2009. प्रीबायोटिकली प्रशंसनीय परिस्थितीत सक्रिय पायरीमिडीन रिबोन्यूक्लियोटाइड्सचे संश्लेषण. निसर्ग ४५९, २३९–२४२ (२००९). https://doi.org/10.1038/nature08013
9. Ferus M, Pietrucci F, et al 2017. मिलर-युरे कमी करणाऱ्या वातावरणात न्यूक्लियोबेसची निर्मिती. PNAS एप्रिल 25, 2017 114 (17) 4306-4311; 10 एप्रिल 2017 रोजी प्रथम प्रकाशित. DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.1700010114
10. Xu, J., Chmela, V., Green, N. et al. 2020 RNA pyrimidine ची निवडक प्रीबायोटिक निर्मिती आणि डीएनए purine nucleosides. निसर्ग 582, 60–66 (2020). प्रकाशित: 03 जून 2020. DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-020-2330-9
***
