Андрей Тихомиров
Կյանքի ծագումը
Գերմանացի կենսաբանները փորձնականորեն ապացուցել են, որ փոխանցող ՌՆԹ մոլեկուլները կարող են դառնալ կյանքի վաղ ձևերի էվոլյուցիայի հիմնական տարրը: Որոշակի պայմաններում նրանք ի վիճակի են հավաքվել ֆունկցիոնալ միավորների, որոնք երկրաչափական կերպով վերարտադրում են գենետիկական տեղեկատվությունը:
Գենետիկական տեղեկատվության փոխանցումն իրականացվում է հաջորդաբար ՝ նախ ԴՆԹ-ից ՌՆԹ (այս գործընթացը կոչվում է արտագրում), Այնուհետև սպիտակուցի սինթեզը (թարգմանություն) իրականացվում է ՌՆԹ կաղապարի վրա ։ Գործողության մեջ, որը հայտնի է որպես վերարտադրություն, սպիտակուցները կրկնօրինակում են ԴՆԹ-ի մոլեկուլներում կոդավորված գենետիկական տեղեկատվությունը և պահվում են բջջի միջուկում, բաժանման ընթացքում Այն հավասարապես բաշխում են երկու դուստր բջիջների միջև, և գործընթացը կրկնվում է:
Մոլեկուլային կենսաբանության Կենտրոնական դոգմայի պարադոքսն այն է, որ արդեն առաջին փուլում բարդ սպիտակուցային միացությունները ' ֆերմենտները, հանդես են գալիս որպես արտագրման կատալիզատորներ.որոշակի տարածքում ֆերմենտների գործողության ներքո ԴՆԹ – ի կրկնակի Պարույրը բացվում է, և շղթաներից մեկը դառնում է մատրիցա, այսպես կոչված, մատրիցային կամ սուրհանդակային RNA (mRNA) կառուցելու համար, որն այնուհետև մասնակցում է թարգմանությանը: Այսպիսով, ԴՆԹ-ի կրկնակի խխունջը, որը կոչվում է
Այսինքն ՝ մոլեկուլային մակարդակում ծագում է կյանքի ծագման դարավոր հարցը ՝ որն էր առաջնայինը ՝ ձուն, թե հավը.սպիտակուցները անհրաժեշտ են գենետիկ տեղեկատվության փոխանցման համար, բայց դրանց սինթեզն ինքնին կախված է արտագրությունից ։
Մյունխենի Լյուդվիգի եւ Մաքսիմիլիանի անվան համալսարանի կենսաբաններն առաջին անգամ փորձնականորեն ապացուցել են, որ փոխանցող ՌՆԹ-ի (tRNA) մոլեկուլների փոքր փոփոխությունները թույլ են տալիս նրանց ինքնուրույն հավաքվել ֆունկցիոնալ միավորի մեջ, որը կարող է վերարտադրել տեղեկատվությունը:
Այսպիսով, ըստ գիտնականների, փոխանցող ՌՆԹ-ն, որը հանդես է գալիս որպես միջնորդ mRNA-ի և սպիտակուցների միջև, կարող է լինել կյանքի վաղ ձևերի էվոլյուցիայի հիմնական տարրը.tRNA մոլեկուլները կարող էին ինքնուրույն փոխազդել միմյանց հետ ՝ ձևավորելով մի տեսակ վերարտադրության մոդուլ, որն ունակ է էքսպոնենցիալ կերպով վերարտադրել տեղեկատվությունը:
"Մոլեկուլային վերարտադրության վաղ ձևերի վերաբերյալ Մեր ուսումնասիրությունները և վերարտադրության և թարգմանության միջև կապի հայտնաբերումը մեզ մոտեցնում են կյանքի ծագման վերակառուցմանը", – համալսարանի մամուլի հաղորդագրության մեջ մեջբերվում է հետազոտության հեղինակներից մեկի ՝ Դիտեր Բրաունի խոսքերը:
Որպեսզի նման համակարգը գործի, անհրաժեշտ է ոչ հավասարակշռված միջավայր ՝ համապատասխան ֆիզիկական և քիմիական գործընթացներ սկսելու համար, կարծում են գիտնականները: Հետևաբար, նրանց բոլոր փորձերը ներառում էին ջերմաստիճանի տատանումների կրկնվող հաջորդականություն:
Յուրաքանչյուր փորձ սկսվեց կաղապարից ՝ տեղեկատվական կառույց, որը բաղկացած էր երկու տեսակի կենտրոնական նուկլեոտիդային հաջորդականություններից ։ Հետազոտողները ցույց են տվել, որ պարբերաբար փոփոխվող պայմաններում կաղապարի երկուական կառուցվածքը կարող է բազմիցս պատճենվել: Նման վերարտադրության մեխանիզմը կարող էր տեղի ունենալ վաղ երկրի հիդրոթերմային միկրոհամակարգում:
Մասնավորապես, հեղինակների կարծիքով, նման ռեակցիոն ցիկլերի համար բարենպաստ միջավայր կարող էր ստեղծվել ծովի հատակի ծակոտկեն ապարներում, որտեղ ջերմաստիճանի բնական տատանումները կապված են կոնվեկցիոն հոսանքների հետ ։
Հնէաբան-գիտնականները հին խութերում հայտնաբերել են սպունգանման բրածոներ, որոնց տարիքը 890 միլիոն տարեկան է: Եթե արդյունքները հաստատվեն, դա կլինի երկրի վրա բազմաբջիջ կենդանի օրգանիզմների ամենահին գտածոն:
Ենթադրվում է, որ առաջին բազմաբջիջ օրգանիզմները, որոնք վստահորեն կարելի է վերագրել կենդանիներին, երկրի վրա հայտնվել են մոտ 635 միլիոն տարի առաջ ՝ էդիաքարիայում ՝ պրոտերոզոյի վերջին երկրաբանական շրջանում: Խոսքը վենդոբիոնտների մասին է ՝ խորհրդավոր ճառագայթային եւ երկկողմանի սիմետրիկ օրգանիզմների, որոնք նստակյաց կամ նստակյաց կյանք են վարել ։
Այնուամենայնիվ, որոշ գիտնականներ կարծում են, որ երկրի վրա առաջին կենդանիները սպունգեր էին ՝ ծովային, հատակին կցված բազմաբջիջ, որոնք այսօր էլ լայնորեն տարածված են ամբողջ աշխարհում:
Լավ պահպանված հնագույն բրածո սպունգերը հայտնի են Կամբրիայի ժամանակաշրջանից, որը սկսվել է 541 միլիոն տարի առաջ, սակայն ֆիլոգենետիկ վերլուծությունը եւ բիոմարկերները վկայում են այն մասին, որ սպունգերը գոյություն են ունեցել շատ ավելի վաղ, իսկ 750 միլիոն տարեկան նստվածքային ապարներում գիտնականները գտել են սիլիցիումի սպիկուլներ ՝ սպունգերի հանքայնացված կմախքի տարրեր:
Կանադացի պալեոնտոլոգ Էլիզաբեթ Թըրները Լավրենտի համալսարանից Կանադայի հյուսիս-արևմուտքում գտնվող հնագույն խութերում հայտնաբերել է բրածոներ, որոնք կառուցվածքով չափազանց նման են սպունգներին: Խութերը պատկանում են մանրէային շինություններին, կառուցված են կալցիումի կարբոնատով և ունեն 890 միլիոն տարեկան տարիք ։
Ապարների նմուշներում Թերները հայտնաբերել է կալցիտով ՝ կալցիումի բյուրեղային կարբոնատով հանքայնացված գլանային կառույցների ճյուղավորված ցանցեր ։ Հետազոտողը նշել է, որ այդ կառույցները շատ նման են եղջյուրավոր սպունգերի թելքավոր կմախքին, որոնք մեր ժամանակներում օգտագործվում են լվացքի սպունգեր արտադրելու համար:
Հեղինակը կարծում է, որ այս կառույցները կարող են լինել եղջյուրի սպունգների բրածո մնացորդներ, որոնք ապրել են կարբոնատային խութերում դեռ 90 միլիոն տարի առաջ, երբ երկրի վրա թթվածնի մակարդակը բարձրացել է այն կոնցենտրացիաների, որոնք անհրաժեշտ են համարվում կենդանիներին կենդանի պահելու համար:
Եթե գիտնականի ենթադրությունները հաստատվեն, կպարզվի, որ մեր մոլորակի վրա վաղ կենդանիների էվոլյուցիան տեղի է ունեցել անկախ թթվածնացումից ՝ մթնոլորտի թթվածնով հագեցվածությունից, իսկ առաջին օրգանիզմները կարողացել են վերապրել երկրի պատմության մեջ ամենախիստ կրիոգեն շրջանի գլոբալ սառցադաշտերը, որոնք տեղի են ունեցել 720 – ից 635 միլիոն տարի առաջ ։
Դատելով միկրոպետրոգրաֆիական վերակառուցման արդյունքներից ՝ ամենահին սպունգը կցված որդանման օրգանիզմ էր ՝ առաջին միլիմետրից մինչև սանտիմետր չափսերով, որն ապրում էր կալցիֆիկացնող ցիանոբակտերիաների ՝ ֆոտոսինթեզատորների կողմից կառուցված խութերի մակերեսին կամ ներսում ։
Neoproterozoic տարիքի սպունգների գտածոների հազվադեպությունը բացատրվում է նրանով, որ, ամենայն հավանականությամբ, նրանք չունեին հանքայնացված կմախքներ 'սիլիցիում կամ կրաքար, բայց բաղկացած էին բացառապես սպիտակուցներից' սպոնգինից կամ կերատինից, միացություններից: Այդ պատճառով, կարծում է գիտնականը, հնագույն նստվածքներում պետք է փնտրել ոչ թե կմախքի տարրեր ՝ սպիկուլներ, այլ կառուցվածքը պահպանած փափուկ հյուսվածքների հետքեր ։ Պալեոնտոլոգները նախկինում հանդիպել են նման կառույցների, բայց դրանք մեկնաբանել են որպես ջրիմուռների կամ նախակենդանիների բրածո գաղութներ:
