‘Several questions about origin of life have been answered, but much remains to be studied’’ said Stanley Miller and Harold Urey way back in 1959 after reporting laboratory synthesis of amino acids in primitive earth conditions. Many advances down the line yet the scientists have long been grappling with a fundamental question – which genetic material was first to be formed on the primitive earth, डीएनए or आरएनए, or a bit of both? There is evidence now to suggest that डीएनए और आरएनए both may have co-existed in the primordial soup from where the life forms may have evolved with respective genetic materials.
आणविक जीव विज्ञान के केंद्रीय सिद्धांत में कहा गया है कि डीएनए बनाता है आरएनए बनाता है प्रोटीन. प्रोटीन are responsible for majority, if not all the reactions taking place in an organism. The entire functionality of an organism is majorly dependent upon their presence and interaction of प्रोटीन molecules. According to central dogma, प्रोटीन are produced by the information contained in डीएनए which is converted to functional प्रोटीन via a messenger called RNA. However, it is possible that प्रोटीन themselves can survive independently without any डीएनए or आरएनए, as is the case with prions (misfolded प्रोटीन molecules that do not contain डीएनए or आरएनए), but can survive on their own.
इस प्रकार, जीवन की उत्पत्ति के लिए तीन परिदृश्य हो सकते हैं।
A) If the प्रोटीन or its building blocks were able to form abiotically during the atmosphere that existed billions of years ago in primordial soup, प्रोटीन can be termed as the basis of जीवन की उत्पत्ति. इसके पक्ष में प्रायोगिक साक्ष्य स्टेनली मिलर के प्रसिद्ध प्रयोग से आता है1, 2, जिसने दिखाया कि जब मीथेन, अमोनिया, पानी और हाइड्रोजन के मिश्रण को एक साथ मिलाया जाता है और एक विद्युत निर्वहन के बाद परिचालित किया जाता है, तो अमीनो एसिड का मिश्रण बनता है। सात साल बाद फिर से इसकी पुष्टि हुई3 in 1959 by Stanley Miller and Harold Urey stating that the presence of reducing atmosphere in primordial earth gave rise to synthesis of जैविक compounds in the presence of above-mentioned gases plus smaller amounts of carbon monoxide and carbon dioxide. The relevance of Miller-Urey experiments was questioned by the scientific fraternity for a number of years, who thought that the gas mixture used in their research was too reducing with respect to the conditions that existed on primordial Earth. A number of theories pointed towards a neutral atmosphere containing an excess of CO2 with N2 and water vapor4. हालांकि, एक तटस्थ वातावरण को अमीनो एसिड के संश्लेषण के लिए एक प्रशंसनीय वातावरण के रूप में भी पहचाना गया है5. इसके अलावा, के लिए प्रोटीन to act as origins of life, they need to self-replicating leading to a combination of different प्रोटीन to cater to different reactions taking place in an organism.
बी) यदि प्राइमर्डियल सूप ने के बिल्डिंग ब्लॉक्स के लिए शर्तें प्रदान की हैं डीएनए और / या आरएनए to be formed, then either of these could have been the genetic material. The research until now favoured आरएनए to be the genetic material for the origin of life forms due to their capability of folding upon itself, existing as a single strand and acting as an enzyme6, capable of making more आरएनए molecules. A number of self-replicating RNA enzymes7 have been discovered over the years suggesting आरएनए to be the starting genetic material. This was further strengthened by the research performed by John Sutherland’s group that led to the formation of two bases of RNA in an environment similar to primordial soup by including phosphate in the mixture8. मिलर-उरे के प्रयोग में इस्तेमाल किए गए एक के समान एक कम करने वाले वातावरण (अमोनिया, कार्बन मोनोऑक्साइड और पानी युक्त) को अनुकरण करके आरएनए बिल्डिंग ब्लॉक्स का गठन भी दिखाया गया है और फिर उनके माध्यम से विद्युत निर्वहन और उच्च शक्ति लेजर पास कर रहा है9. If RNA is to be believed to be the originator, then when and how did डीएनए and proteins come into being? Did डीएनए develop as a genetic material later because of the unstable nature of RNA and proteins followed suit. Answers to all these questions still remain unanswered.
सी) तीसरा परिदृश्य कि डीएनए और आरएनए प्राइमर्डियल सूप में सह-अस्तित्व में हो सकते हैं जिससे जीवन की उत्पत्ति हुई, जो 3 पर प्रकाशित अध्ययनों से आया था।rd June 2020 by John Sutherland’s group from the MRC Laboratory at Cambridge, UK. The researchers simulated the conditions that existed on a primordial Earth billions of years ago, with shallow ponds in the lab. They first dissolved chemicals that form आरएनए in water, followed by drying and heating them and then subjecting them to UV radiation that simulated sun’s rays existing in primordial time. This not only led to the synthesis of the two building blocks of आरएनए लेकिन यह भी डीएनए, suggesting that both nucleic acids co-existed at the time of origin of life10.
आज मौजूद समकालीन ज्ञान के आधार पर और आणविक जीव विज्ञान के केंद्रीय सिद्धांत का सम्मान करते हुए, यह प्रशंसनीय लगता है कि डीएनए और आरएनए सह-अस्तित्व में थे, जिसके कारण जीवन की उत्पत्ति हुई और प्रोटीन का निर्माण बाद में हुआ / हुआ।
हालांकि, लेखक एक और परिदृश्य का अनुमान लगाना चाहता है जहां सभी तीन महत्वपूर्ण जैविक मैक्रोमोलेक्यूल्स, अर्थात। प्राइमर्डियल सूप में डीएनए, आरएनए और प्रोटीन एक साथ मौजूद थे। पृथ्वी की सतह की रासायनिक प्रकृति, ज्वालामुखी विस्फोट और पानी के साथ-साथ अमोनिया, मीथेन, कार्बन मोनोऑक्साइड, कार्बन डाइऑक्साइड जैसी गैसों की उपस्थिति से जुड़े आदिम सूप में मौजूद गंदी स्थितियाँ सभी मैक्रोमोलेक्यूल्स के बनने के लिए आदर्श हो सकती हैं। इसका एक संकेत फेरस एट अल द्वारा किए गए शोध द्वारा प्रदान किया गया है, जहां एक ही कम करने वाले वातावरण में न्यूक्लियोबेस का गठन किया गया था।9 मिलर-उरे के प्रयोग में प्रयुक्त। यदि हम इस परिकल्पना पर विश्वास करें, तो विकास के दौरान विभिन्न जीवों ने एक या दूसरे आनुवंशिक सामग्री को अपनाया, जो उनके अस्तित्व को आगे बढ़ने में मदद करती थी।
हालाँकि, जैसा कि हम जीवन रूपों की उत्पत्ति को समझने की कोशिश करते हैं, जीवन की उत्पत्ति और प्रसार कैसे हुआ, इस बारे में मौलिक और प्रासंगिक सवालों के जवाब देने के लिए और अधिक शोध की आवश्यकता है। इसके लिए विज्ञान में अपनाई जाने वाली वर्तमान हठधर्मिता द्वारा हमारी सोच में पेश किए गए किसी भी पूर्वाग्रह पर भरोसा किए बिना "आउट-ऑफ-द-बॉक्स" दृष्टिकोण की आवश्यकता होगी।
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सन्दर्भ:
1. मिलर एस।, 1953। संभावित आदिम पृथ्वी स्थितियों के तहत अमीनो एसिड का उत्पादन। विज्ञान। 15 मई 1953: वॉल्यूम। 117, अंक 3046, पीपी 528-529 डीओआई: https://doi.org/10.1126/science.117.3046.528
2. बड़ा जेएल, लाज़कैनो ए। एट अल 2003। प्रीबायोटिक सूप-मिलर प्रयोग का पुनरीक्षण। विज्ञान 02 मई 2003: वॉल्यूम। 300, अंक 5620, पीपी। 745-746 डीओआई: https://doi.org/10.1126/science.1085145
3. मिलर एसएल और उरे एचसी, 1959। आदिम पृथ्वी पर कार्बनिक यौगिक संश्लेषण। विज्ञान 31 जुलाई 1959: वॉल्यूम। 130, अंक 3370, पीपी 245-251। डीओआई: https://doi.org/10.1126/science.130.3370.245
4. कास्टिंग जेएफ, हॉवर्ड एमटी। 2006. प्रारंभिक पृथ्वी पर वायुमंडलीय संरचना और जलवायु। फिलोस ट्रांस आर सोक लोंड बी बायोल साइंस 361:1733-1741 (2006)। प्रकाशित: 07 सितंबर 2006। डीओआई: https://doi.org/10.1098/rstb.2006.1902
5. क्लीव्स एचजे, चल्मर्स जेएच, एट अल 2008। तटस्थ ग्रहों के वायुमंडल में प्रीबायोटिक कार्बनिक संश्लेषण का पुनर्मूल्यांकन। ओरिग लाइफ इवोल बायोस्फ 38:105-115 (2008)। डीओआई: https://doi.org/10.1007/s11084-007-9120-3
6. Zaug, AJ, Cech TR. 1986. The intervening sequence आरएनए of Tetrahymena is an enzyme. Science 31 Jan 1986: Vol. 231, Issue 4737, pp. 470-475 DOI: https://doi.org/10.1126/science.3941911
7. वोचनर ए, एटवाटर जे, एट अल 2011। एक सक्रिय राइबोजाइम का राइबोजाइम-उत्प्रेरित प्रतिलेखन। विज्ञान 08 अप्रैल: वॉल्यूम। 332, अंक 6026, पीपी. 209-212 (2011)। डीओआई: https://doi.org/10.1126/science.1200752
8. पॉनर, एम।, गेरलैंड, बी। और सदरलैंड, जे।, 2009। प्रीबायोटिक रूप से प्रशंसनीय स्थितियों में सक्रिय पाइरीमिडीन राइबोन्यूक्लियोटाइड्स का संश्लेषण। प्रकृति 459, 239–242 (2009)। https://doi.org/10.1038/nature08013
9. फेरस एम, पिएट्रुसी एफ, एट अल 2017. मिलर-उरे कम करने वाले वातावरण में न्यूक्लियोबेस का गठन। पीएनएएस 25 अप्रैल, 2017 114 (17) 4306-4311; पहली बार 10 अप्रैल, 2017 को प्रकाशित हुआ। डीओआई: https://doi.org/10.1073/pnas.1700010114
10. Xu, J., Chmela, V., Green, N. et al. 2020 Selective prebiotic formation of RNA pyrimidine and डीएनए purine nucleosides. Nature 582, 60–66 (2020). Published: 03 June 2020. DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-020-2330-9
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