مكونات ( خلطة) الحياة
الكاتبة : سونيا فيرنانديز
٥ فبراير ٢٠١٨
المترجم: ابو طه/ عدنان أحمد الحاجي
المقالة رقم ٦٩ لسنة ٢٠١٨
التصنيف: ابحاث النشوء والتطور
البحث على هذا العنوان؛
http://adnan-alhajji.blogspot.com/2018/02/blog-post_19.html?m=1
The Recipe for Life
By Sonia Fernandez
Monday, February 5, 2018 – 15:15
Santa Barbara, CA
ملخص؛الأحماض الأمينية والأرجينين قد يلعبا دوراً أكثر أهمية مما كان يعتقد سابقاً في الأصول الكيميائية للحياة
الحياة كما نعرفها نشأت قبل ما يقرب من 3.5 إلى 4 مليارات سنة في شكل حساء من جزيئيات عضوية قبل الأحياء prebiotic (” قبل الحياة “) بدأت بطريقة أو بأخرى في تكرار نفسها مورثةً الصيغة الجينية الى غيرها. أو هكذا ذهب التفكير وراء عالم ال RNA ، واحدة من الفرضيات الأكثر قوة لأصل الحياة.
وقد وجد باحثون من جامعة كاليفورنيا في سانتا باربرا UCSB الآن اثباتاً على أن أرجينين الأحماض الأمينيةamino acid arginine (أو ما يعادله من عالم ما قبل الأحياء prebiotic) قد يكون عنصرا أكثر أهمية في هذا الحساء مما كان يعتقد سابقاً.
تنزع الناس الى التفكير في ان الأرجينين” arginine ليس هو ما قبل الأحياء prebiotic، تقول إيرين تشن، عالمة الفيزياء الحيوية التي تركز في أبحاثها على الأصول الكيميائية للحياة. “الناس يميلون إلى التفكير في ان الأحماض الأمينية البسيطة قد تكون مقبولة، مثل الجلايسين والانين glycine و alanine. “. وعلى النقيض من ذلك، فإن الأرجينين هو أكثر تعقيدا نسبياً، ولذلك يعتقد أنه دخل اللعبة في مرحلة لاحقة.
كانت الأرض البدائية، وفقا لنظرية عالم الأحماض الأمينية الريبية (RNA) – RNA World theory) ، لديها الظروف لإستظافة عدة أنواع من الجزيئيات الحيوية، بما في ذلك الأحماض النووية (التي ستصبح مادة وراثية)، والأحماض الأمينية (التي ترتبط في نهاية المطاف لتشكل البروتينات المسؤولة عن هيكل ووظيفة الخلايا) والدهون (التي تخزن الطاقة وتحمي الخلايا). تحت أي ظروف وكيف تعمل هذه الجزيئات الحيوية معاً هو مصدر التحقيق المستمر للباحثين عن أصول الحياة.
قام علماء UCSB بتحليل مجموعة بيانات لمركبات من البروتينات والأبتامرات proteins and aptamers المعقدة complexes المتطورة في المختبر in vitro ( جزيئيات RNA و DNA قصيرة ترتبط ببروتينات مستهدفة محددة).
تقول سيليا بلانكو، باحثة ما بعد الدكتوراه في مختبر تشن Chen، والمؤلفة الرئيسيّة للورقة التي نشرت في مجلة “Current Biology.”: “كنا ننظر إلى الواجهة interface لأي من الخصائص تساعد على الأرتباط “. وقالت إن التطور في المختبر كان عاملاً مهماً عند اختيار هذه المركبات المعقدة المستقلة من الناحية التطورية، لتفادي الآثار المحيرة الناتجة عن التطور البيولوجي ولمحاكاة ظروف عالم ما قبل الأحياء prebiotic عن كثب.
.
وقال تشن، وهو ايضا طبيب، “هناك الكثير من القيود فى البيولوجيا.” ” التفاعل بين بروتين-DNA او بروتين-RNA المتطور بايلوجياً يجب ان يعمل داخل الخلية . وهذا ليس بالضبط هو الحال بالنسبة لأصول الحياة “.
ما وجده الباحثون هو أن الأرجينين كان لاعباً في العديد من التفاعلات الكيميائية بين البروتينات والأبتامرات aptamers.
وقال تشن Chen “بالطبع، كنا نتوقع أنها مهمة جدا للتفاعلات الكهروستاتيكية electrostatic لأنها موجبة الشحنة “، ولكنها كانت أيضا الأحماض الأمينية المهيمنة للتفاعلات الكارهة للماء hydrophobic والتفاعلات التراصية stacking interaction وهذه الأنواع الاخرى من التفاعلات المختلفة الأخرى التي تعرف بها الأحماض الأمينية الأخرى “. وبحد أقل، ليسين lysine (حمض أميني آخر بحمل شحنة موجبة) يلعب أيضا أدواراً هامة في هذه التفاعلات
.
ومن بين الأسباب الأخرى، أُغفل الأرجينين لأنه حمض أميني يصعب تركيبه نسبياً .
وقال بلانكو: “عادة ما يتبانى الناس على ما هو ما قبل الأحياء وما هو ليس كذلك على التجارب”. ” استخدام ما يعتقده الناس انه ظروف ما قبل الحياة ، يبدو ان الأرجينين والليسين يصعب إما تركيبهما أو الكشف عنهما”. ولكن فقط لأن شيئا كالأرجينين لم يتم إنتاجه بالتجارب المختبرية التي أجريت حتى الآن، واصل بلانكو القول ، لا يعني أنه لم يكن هناك.
الباحثون حريصون على الإشارة إلى أنه على الرغم من أن الأحماض الأمينية التي نسميها الأرجينين وجدناها مهمة في التفاعلات الترابطية بين البروتين والأبتامر aptamer-protein التي فحصوها، والتيقبل مليارات السنين قد لا تكون بالضرورة جزيء الأرجينين الحيوي الذي نعرفه اليوم ولكن ربما المكافئ البدائي الذي يحمل شحنة موجبة .
هذا التطور يُلقي مزيداً من الضوء على ما قد من شأنه ان تكون ظروفاً مثالية لقيام الحياة. هناك مجموعة متنوعة من الفرضيات – من المذنبات إلى الفتحات الحرارية المائية إلى بيئات أخرى – التي قد تكون مواتية لتطور الخلايا في نهاية المطاف، فضلاً عن العديد من التجارب التاريخية التي دعمت فكرة عالم الحمض النووي الريبي RNA .
“واذا وجدنا ان الجلسرين مهماً بالفعل للتفاعلات بين الحمض النووي الريبيRNA والبروتين – والجليسين glycine في كل مكان – اذاً فان ذلك لن يكون مفيداً لتحديد الظروف المقبولة “. كما يقول تشن Chen “ولكن ايجاد أن الأرجينين مهماً يقيد نوع السيناريوهات التي يمكن أن تؤدي إلى الشفرة الوراثية.”
المصدر:
للمواضيع المترجمة السابقة يرجى زيارة المدونة على هذا العنوان؛
منتـــدى القـــراء 