'జీవితం యొక్క ఆవిర్భావం గురించి అనేక ప్రశ్నలకు సమాధానం ఇవ్వబడింది, అయితే ఇంకా చాలా అధ్యయనం చేయాల్సి ఉంది' అని స్టాన్లీ మిల్లర్ మరియు హెరాల్డ్ యురే 1959లో ఆదిమ భూమి పరిస్థితులలో అమైనో ఆమ్లాల ప్రయోగశాల సంశ్లేషణను నివేదించిన తర్వాత చెప్పారు. అనేక పురోగతులను సాధించినప్పటికీ, శాస్త్రవేత్తలు చాలా కాలంగా ఒక ప్రాథమిక ప్రశ్నతో పోరాడుతున్నారు - ఆదిమ భూమిపై మొదట ఏ జన్యు పదార్థం ఏర్పడింది, DNA or RNA, లేదా రెండింటిలో కొంచెం? అని చెప్పడానికి ఇప్పుడు ఆధారాలు ఉన్నాయి DNA మరియు RNA ఈ రెండూ ఆదిమ సూప్‌లో సహజీవనం చేసి ఉండవచ్చు, అక్కడి నుండి జీవ రూపాలు సంబంధిత జన్యు పదార్ధాలతో ఉద్భవించి ఉండవచ్చు.
పరమాణు జీవశాస్త్రం యొక్క కేంద్ర సిద్ధాంతం పేర్కొంది DNA తయారీలను RNA తయారీలను ప్రోటీన్లు. ప్రోటీన్లను జీవిలో జరిగే అన్ని ప్రతిచర్యలు కాకపోయినా మెజారిటీకి బాధ్యత వహిస్తాయి. ఒక జీవి యొక్క మొత్తం కార్యాచరణ ప్రధానంగా వాటి ఉనికి మరియు పరస్పర చర్యపై ఆధారపడి ఉంటుంది ప్రోటీన్ అణువులు. కేంద్ర సిద్ధాంతం ప్రకారం, ప్రోటీన్లు లో ఉన్న సమాచారం ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడతాయి DNA ఇది ఫంక్షనల్‌గా మార్చబడుతుంది ప్రోటీన్ RNA అనే మెసెంజర్ ద్వారా. అయితే, అది సాధ్యమే ప్రోటీన్లు తాము ఏదీ లేకుండా స్వతంత్రంగా జీవించగలం DNA or RNA, ప్రియాన్‌ల విషయంలో వలె (తప్పుగా మడతపెట్టబడింది ప్రోటీన్ కలిగి లేని అణువులు DNA or RNA), కానీ వారి స్వంతంగా జీవించగలవు.
ఈ విధంగా, జీవితం యొక్క మూలానికి మూడు దృశ్యాలు ఉండవచ్చు.
ఎ) అయితే ప్రోటీన్లు లేదా బిలియన్ల సంవత్సరాల క్రితం ఆదిమ సూప్‌లో ఉన్న వాతావరణంలో దాని బిల్డింగ్ బ్లాక్‌లు నిర్జీవంగా ఏర్పడతాయి, ప్రోటీన్లు ఆధారంగా పేర్కొనవచ్చు జీవితం యొక్క మూలం. దాని అనుకూలంగా ప్రయోగాత్మక సాక్ష్యం స్టాన్లీ మిల్లర్ యొక్క ప్రసిద్ధ ప్రయోగం నుండి వచ్చింది1, 2, ఇది మీథేన్, అమ్మోనియా, నీరు మరియు హైడ్రోజన్ మిశ్రమాన్ని ఒకదానితో ఒకటి కలిపి విద్యుత్ ఉత్సర్గ దాటి ప్రసరించినప్పుడు, అమైనో ఆమ్లాల మిశ్రమం ఏర్పడుతుందని చూపించింది. ఇది ఏడేళ్ల తర్వాత మళ్లీ ధృవీకరించబడింది3 1959లో స్టాన్లీ మిల్లర్ మరియు హెరాల్డ్ యురేలచే ఆదిమ భూమిలో వాతావరణం తగ్గుముఖం పట్టడం వల్ల సంశ్లేషణ ఏర్పడిందని పేర్కొన్నారు. సేంద్రీయ పైన పేర్కొన్న వాయువుల సమక్షంలో సమ్మేళనాలు మరియు తక్కువ మొత్తంలో కార్బన్ మోనాక్సైడ్ మరియు కార్బన్ డయాక్సైడ్. మిల్లర్-యురే ప్రయోగాల యొక్క ఔచిత్యం అనేక సంవత్సరాలుగా శాస్త్రీయ సోదరులచే ప్రశ్నించబడింది, వారు తమ పరిశోధనలో ఉపయోగించిన గ్యాస్ మిశ్రమం ఆదిమ భూమిపై ఉన్న పరిస్థితులకు సంబంధించి చాలా తగ్గిపోతుందని భావించారు. అనేక సిద్ధాంతాలు N2 మరియు నీటి ఆవిరితో అధిక CO2 కలిగి ఉన్న తటస్థ వాతావరణం వైపు సూచించాయి4. అయినప్పటికీ, తటస్థ వాతావరణం అమైనో ఆమ్లాల సంశ్లేషణకు ఆమోదయోగ్యమైన వాతావరణంగా కూడా గుర్తించబడింది.5. అదనంగా, కోసం ప్రోటీన్లు జీవితం యొక్క మూలాలుగా పని చేయడానికి, వారు విభిన్న కలయికకు దారితీసే స్వీయ-ప్రతిరూపం అవసరం ప్రోటీన్లు ఒక జీవిలో జరుగుతున్న వివిధ ప్రతిచర్యలను తీర్చడానికి.
బి) ప్రిమోర్డియల్ సూప్ బిల్డింగ్ బ్లాక్స్ కోసం పరిస్థితులను అందించినట్లయితే DNA మరియు / లేదా RNA ఏర్పడటానికి, అప్పుడు వీటిలో ఏదో ఒక జన్యు పదార్ధం కావచ్చు. ఇప్పటి వరకు చేసిన పరిశోధనలు అనుకూలంగా ఉన్నాయి RNA ఒకే తంతువుగా మరియు ఎంజైమ్‌గా పనిచేయడం ద్వారా వాటిపై మడతపెట్టే సామర్థ్యం కారణంగా జీవ రూపాల మూలానికి జన్యు పదార్ధం6, మరింత సంపాదించగల సామర్థ్యం RNA అణువులు. అనేక స్వీయ-ప్రతిరూపణ RNA ఎంజైమ్‌లు7 సూచిస్తూ సంవత్సరాలుగా కనుగొనబడ్డాయి RNA ప్రారంభ జన్యు పదార్థంగా ఉండాలి. మిశ్రమంలో ఫాస్ఫేట్‌ను చేర్చడం ద్వారా ప్రిమోర్డియల్ సూప్‌తో సమానమైన వాతావరణంలో RNA యొక్క రెండు స్థావరాలు ఏర్పడటానికి దారితీసిన జాన్ సదర్లాండ్ బృందం చేసిన పరిశోధన ద్వారా ఇది మరింత బలపడింది.8. RNA బిల్డింగ్ బ్లాక్‌ల నిర్మాణం మిల్లర్-యురే యొక్క ప్రయోగంలో ఉపయోగించిన మాదిరిగానే తగ్గించే వాతావరణాన్ని (అమోనియా, కార్బన్ మోనాక్సైడ్ మరియు నీటిని కలిగి ఉంటుంది) అనుకరించడం ద్వారా చూపబడింది మరియు వాటి ద్వారా విద్యుత్ విడుదలలు మరియు అధిక-శక్తి లేజర్‌లను పంపుతుంది.9. ఆర్‌ఎన్‌ఏ మూలకర్త అని నమ్మితే, ఎప్పుడు మరియు ఎలా జరిగింది DNA మరియు ప్రోటీన్లు ఉనికిలోకి వస్తాయా? చేసాడు DNA RNA యొక్క అస్థిర స్వభావం మరియు ప్రొటీన్లు అనుసరించిన కారణంగా తరువాత జన్యు పదార్ధంగా అభివృద్ధి చెందుతాయి. ఈ ప్రశ్నలన్నింటికీ సమాధానాలు ఇప్పటికీ సమాధానం ఇవ్వబడలేదు.
సి) జీవం యొక్క మూలానికి దారితీసిన ఆదిమ సూప్‌లో DNA మరియు RNA కలిసి ఉండగలదనే మూడవ దృష్టాంతం 3న ప్రచురించబడిన అధ్యయనాల నుండి వచ్చింది.rd జూన్ 2020, UKలోని కేంబ్రిడ్జ్‌లోని MRC ల్యాబొరేటరీ నుండి జాన్ సదర్లాండ్ బృందంచే అందించబడింది. పరిశోధకులు ప్రయోగశాలలో లోతులేని చెరువులతో బిలియన్ల సంవత్సరాల క్రితం ఆదిమ భూమిపై ఉన్న పరిస్థితులను అనుకరించారు. వారు మొదట ఏర్పడే రసాయనాలను కరిగించారు RNA నీటిలో, వాటిని ఎండబెట్టడం మరియు వేడి చేయడం, ఆపై వాటిని ఆదిమ సమయంలో ఉన్న సూర్య కిరణాలను అనుకరించే UV రేడియేషన్‌కు గురి చేయడం. ఇది రెండు బిల్డింగ్ బ్లాక్‌ల సంశ్లేషణకు దారితీయడమే కాదు RNA కానీ కూడా DNA, రెండు న్యూక్లియిక్ ఆమ్లాలు జీవం యొక్క ఆవిర్భావం సమయంలో సహ-ఉనికిలో ఉన్నాయని సూచిస్తున్నాయి10.
ఈ రోజు ఉన్న సమకాలీన జ్ఞానం ఆధారంగా మరియు పరమాణు జీవశాస్త్రం యొక్క కేంద్ర సిద్ధాంతాన్ని గౌరవించడం ఆధారంగా, DNA మరియు RNA సహ-ఉనికిలో జీవం యొక్క ఆవిర్భావానికి దారితీసింది మరియు తరువాత ప్రోటీన్ ఏర్పడటానికి దారితీసింది.
ఏది ఏమైనప్పటికీ, రచయిత మూడు ముఖ్యమైన జీవ స్థూల కణములు, అవి. DNA, RNA మరియు ప్రోటీన్లు ఆదిమ సూప్‌లో కలిసి ఉండేవి. భూమి యొక్క ఉపరితలం యొక్క రసాయన స్వభావం, అగ్నిపర్వత విస్ఫోటనాలు మరియు నీటితోపాటు అమ్మోనియా, మీథేన్, కార్బన్ మోనాక్సైడ్, కార్బన్ డయాక్సైడ్ వంటి వాయువుల ఉనికిని కలిగి ఉన్న ఆదిమ సూప్‌లో ఉన్న గజిబిజి పరిస్థితులు అన్ని స్థూల అణువులు ఏర్పడటానికి అనువైనవి. ఫెరస్ మరియు ఇతరులు చేసిన పరిశోధన ద్వారా దీని యొక్క సూచన అందించబడింది, ఇక్కడ అదే తగ్గించే వాతావరణంలో న్యూక్లియోబేస్‌లు ఏర్పడ్డాయి.9 మిల్లర్-యురే యొక్క ప్రయోగంలో ఉపయోగించబడింది. మేము ఈ పరికల్పనను విశ్వసిస్తే, పరిణామ సమయంలో, వివిధ జీవులు తమ ఉనికిని ముందుకు సాగడానికి అనుకూలమైన ఒకటి లేదా మరొక జన్యు పదార్థాన్ని స్వీకరించాయి.
అయినప్పటికీ, మనం జీవ రూపాల మూలాన్ని అర్థం చేసుకోవడానికి ప్రయత్నిస్తున్నప్పుడు, జీవితం ఎలా ఉద్భవించింది మరియు ప్రచారం చేయబడింది అనే దాని గురించి ప్రాథమిక మరియు సంబంధిత ప్రశ్నలకు సమాధానమివ్వడానికి మరింత పరిశోధన అవసరం. దీనికి సైన్స్‌లో అనుసరించే ప్రస్తుత సిద్ధాంతాల ద్వారా మన ఆలోచనలో ప్రవేశపెట్టిన ఎలాంటి పక్షపాతాలపై ఆధారపడకుండా “బాక్స్ వెలుపల” విధానం అవసరం.
***
ప్రస్తావనలు:
1. మిల్లర్ S., 1953. సాధ్యమైన ఆదిమ భూమి పరిస్థితులలో అమైనో ఆమ్లాల ఉత్పత్తి. సైన్స్. 15 మే 1953: సం. 117, సంచిక 3046, పేజీలు 528-529 DOI: https://doi.org/10.1126/science.117.3046.528
2. బడా JL, Lazcano A. et al 2003. ప్రీబయోటిక్ సూప్-రివిజిటింగ్ ది మిల్లర్ ఎక్స్‌పెరిమెంట్. సైన్స్ 02 మే 2003: వాల్యూమ్. 300, సంచిక 5620, పేజీలు 745-746 DOI: https://doi.org/10.1126/science.1085145
3. మిల్లర్ SL మరియు యురే HC, 1959. ఆదిమ భూమిపై సేంద్రీయ సమ్మేళనం సంశ్లేషణ. సైన్స్ 31 జూలై 1959: వాల్యూమ్. 130, సంచిక 3370, పేజీలు 245-251. DOI: https://doi.org/10.1126/science.130.3370.245
4. కాస్టింగ్ JF, హోవార్డ్ MT. 2006. ప్రారంభ భూమిపై వాతావరణ కూర్పు మరియు వాతావరణం. ఫిలోస్ ట్రాన్స్ ఆర్ సోక్ లాండ్ బి బయోల్ సైన్స్ 361:1733–1741 (2006). ప్రచురణ:07 సెప్టెంబర్ 2006. DOI: https://doi.org/10.1098/rstb.2006.1902
5. క్లీవ్స్ HJ, చామర్స్ JH, మరియు ఇతరులు 2008. తటస్థ గ్రహ వాతావరణంలో ప్రీబయోటిక్ ఆర్గానిక్ సంశ్లేషణ యొక్క పునఃపరిశీలన. ఒరిగ్ లైఫ్ ఎవోల్ బయోస్ఫ్ 38:105–115 (2008). DOI: https://doi.org/10.1007/s11084-007-9120-3
6. జాగ్, AJ, Cech TR. 1986. ఇంటర్వెనింగ్ సీక్వెన్స్ RNA టెట్రాహైమెనా ఒక ఎంజైమ్. సైన్స్ 31 జనవరి 1986: వాల్యూమ్. 231, సంచిక 4737, పేజీలు 470-475 DOI: https://doi.org/10.1126/science.3941911
7. వోచ్నర్ A, Attwater J, et al 2011. రిబోజైమ్-క్యాటలైజ్డ్ ట్రాన్స్‌క్రిప్షన్ ఆఫ్ యాక్టివ్ రైబోజైమ్. సైన్స్ 08 ఏప్రిల్: సం. 332, సంచిక 6026, పేజీలు 209-212 (2011). DOI: https://doi.org/10.1126/science.1200752
8. Powner, M., Gerland, B. & Sutherland, J., 2009. ప్రీబయోటిక్‌గా ఆమోదయోగ్యమైన పరిస్థితుల్లో యాక్టివేటెడ్ పిరిమిడిన్ రిబోన్యూక్లియోటైడ్‌ల సంశ్లేషణ. ప్రకృతి 459, 239–242 (2009). https://doi.org/10.1038/nature08013
9. ఫెరస్ M, పీట్రుచి F, మరియు ఇతరులు 2017. మిల్లర్-యురే తగ్గించే వాతావరణంలో న్యూక్లియోబేస్‌ల నిర్మాణం. PNAS ఏప్రిల్ 25, 2017 114 (17) 4306-4311; మొదట ఏప్రిల్ 10, 2017న ప్రచురించబడింది. DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.1700010114
10. Xu, J., Chmela, V., గ్రీన్, N. మరియు ఇతరులు. 2020 RNA పిరిమిడిన్ యొక్క సెలెక్టివ్ ప్రీబయోటిక్ నిర్మాణం మరియు DNA ప్యూరిన్ న్యూక్లియోసైడ్లు. ప్రకృతి 582, 60–66 (2020). ప్రచురించబడింది: 03 జూన్ 2020. DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-020-2330-9
***
