विज्ञापन

जीवन की आणविक उत्पत्ति: सबसे पहले क्या बना - प्रोटीन, डीएनए या आरएनए या उनका संयोजन?

विज्ञानबायोलॉजीजीवन की आणविक उत्पत्ति: सबसे पहले क्या बना - प्रोटीन, डीएनए या आरएनए या उनका संयोजन?

स्टेनली मिलर और हेरोल्ड उरे ने 1959 में आदिम पृथ्वी की स्थितियों में अमीनो एसिड के प्रयोगशाला संश्लेषण की रिपोर्ट करने के बाद कहा, 'जीवन की उत्पत्ति के बारे में कई सवालों के जवाब दिए गए हैं, लेकिन बहुत कुछ अध्ययन किया जाना बाकी है। बहुत आगे बढ़ चुके हैं, फिर भी वैज्ञानिक लंबे समय से एक बुनियादी सवाल से जूझ रहे हैं - आदिम पृथ्वी पर सबसे पहले कौन सा आनुवंशिक पदार्थ बनाया गया था, डीएनए या आरएनए, या दोनों का थोड़ा सा? अब यह सुझाव देने के लिए सबूत हैं कि डीएनए और आरएनए दोनों प्राइमर्डियल सूप में सह-अस्तित्व में हो सकते हैं, जहां से संबंधित आनुवंशिक सामग्री के साथ जीवन रूपों का विकास हुआ हो सकता है।

आणविक जीव विज्ञान के केंद्रीय सिद्धांत में कहा गया है कि डीएनए बनाता है आरएनए बनाता है प्रोटीन. प्रोटीन बहुमत के लिए जिम्मेदार होते हैं, यदि किसी जीव में होने वाली सभी प्रतिक्रियाएं नहीं होती हैं। किसी जीव की संपूर्ण क्रियाशीलता मुख्य रूप से उनकी उपस्थिति और किसकी परस्पर क्रिया पर निर्भर करती है प्रोटीन अणु। केंद्रीय हठधर्मिता के अनुसार, प्रोटीन का निर्माण किसमें निहित जानकारी से होता है? डीएनए जो आरएनए नामक संदेशवाहक के माध्यम से कार्यात्मक प्रोटीन में परिवर्तित हो जाता है। हालांकि, यह संभव है कि प्रोटीन स्वयं बिना किसी डीएनए या आरएनए के स्वतंत्र रूप से जीवित रह सकते हैं, जैसा कि प्रियन (मिसफोल्डेड प्रोटीन अणु जिनमें डीएनए या आरएनए नहीं होता है) के मामले में होता है, लेकिन अपने दम पर जीवित रह सकते हैं।

इस प्रकार, जीवन की उत्पत्ति के लिए तीन परिदृश्य हो सकते हैं।

ए) यदि अरबों साल पहले मौजूद वातावरण के दौरान प्रोटीन या उसके निर्माण खंड अजैविक रूप से बनने में सक्षम थे, तो प्रोटीन को आधार कहा जा सकता है 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 1959 में स्टेनली मिलर और हेरोल्ड उरे ने कहा कि आदिम पृथ्वी में घटते वातावरण की उपस्थिति ने उपर्युक्त गैसों की उपस्थिति में कार्बनिक यौगिकों के संश्लेषण को और कार्बन मोनोऑक्साइड और कार्बन डाइऑक्साइड की थोड़ी मात्रा में वृद्धि की। कई वर्षों तक वैज्ञानिक बिरादरी द्वारा मिलर-उरे प्रयोगों की प्रासंगिकता पर सवाल उठाया गया था, जिन्होंने सोचा था कि उनके शोध में प्रयुक्त गैस मिश्रण आदिम पृथ्वी पर मौजूद स्थितियों के संबंध में बहुत कम हो रहा था। कई सिद्धांत N2 और जल वाष्प के साथ CO2 की अधिकता वाले तटस्थ वातावरण की ओर इशारा करते हैं4. हालांकि, एक तटस्थ वातावरण को अमीनो एसिड के संश्लेषण के लिए एक प्रशंसनीय वातावरण के रूप में भी पहचाना गया है5. इसके अलावा, प्रोटीन के लिए जीवन की उत्पत्ति के रूप में कार्य करने के लिए, उन्हें एक जीव में होने वाली विभिन्न प्रतिक्रियाओं को पूरा करने के लिए विभिन्न प्रोटीनों के संयोजन के लिए स्व-प्रतिकृति की आवश्यकता होती है।

बी) यदि प्राइमर्डियल सूप ने के बिल्डिंग ब्लॉक्स के लिए शर्तें प्रदान की हैं डीएनए और/या आरएनए बनने के लिए, तो इनमें से कोई भी आनुवंशिक सामग्री हो सकती थी। अनुसंधान अब तक आरएनए को जीवन रूपों की उत्पत्ति के लिए अनुवांशिक सामग्री के रूप में पसंद करता है, क्योंकि वे स्वयं को मोड़ने की क्षमता के कारण एक ही स्ट्रैंड के रूप में मौजूद हैं और एंजाइम के रूप में कार्य करते हैं।6अधिक आरएनए अणु बनाने में सक्षम। कई स्व-प्रतिकृति आरएनए एंजाइम7 आरएनए को प्रारंभिक आनुवंशिक सामग्री होने का सुझाव देते हुए वर्षों से खोजा गया है। जॉन सदरलैंड के समूह द्वारा किए गए शोध से इसे और मजबूत किया गया जिससे मिश्रण में फॉस्फेट को शामिल करके प्राइमर्डियल सूप के समान वातावरण में आरएनए के दो आधारों का निर्माण हुआ।8. 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. यदि आरएनए को प्रवर्तक माना जाए, तो डीएनए और प्रोटीन की उत्पत्ति कब और कैसे हुई? क्या आरएनए की अस्थिर प्रकृति के कारण बाद में डीएनए आनुवंशिक सामग्री के रूप में विकसित हुआ और प्रोटीन ने सूट का पालन किया। इन सभी सवालों के जवाब अभी भी अनुत्तरित हैं।

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 जून 2020 को जॉन सदरलैंड के समूह द्वारा कैम्ब्रिज, यूके में एमआरसी प्रयोगशाला से। शोधकर्ताओं ने प्रयोगशाला में उथले तालाबों के साथ अरबों साल पहले एक प्रारंभिक पृथ्वी पर मौजूद स्थितियों का अनुकरण किया। उन्होंने पहले रसायनों को भंग किया जो पानी में आरएनए बनाते हैं, उसके बाद उन्हें सुखाकर और गर्म करते हैं और फिर उन्हें यूवी विकिरण के अधीन करते हैं जो कि आदिकालीन समय में मौजूद सूर्य की किरणों का अनुकरण करते हैं। इससे न केवल आरएनए के दो बिल्डिंग ब्लॉक्स का संश्लेषण हुआ, बल्कि डीएनए का भी, यह सुझाव देता है कि जीवन की उत्पत्ति के समय दोनों न्यूक्लिक एसिड सह-अस्तित्व में थे।10.

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।

***

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. ज़ौग, ए.जे., सीईच टीआर। 1986. टेट्राहाइमेना का मध्यवर्ती अनुक्रम RNA एक एंजाइम है। विज्ञान 31 जनवरी 1986: वॉल्यूम। 231, अंक 4737, पीपी 470-475 डीओआई: 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. जू, जे।, चमेला, वी।, ग्रीन, एन। एट अल। 2020 आरएनए पाइरीमिडीन और डीएनए प्यूरीन न्यूक्लियोसाइड का चयनात्मक प्रीबायोटिक गठन। प्रकृति 582, 60-66 (2020)। प्रकाशित: 03 जून 2020। डीओआई: https://doi.org/10.1038/s41586-020-2330-9

***

राजीव सोनी
राजीव सोनीhttps://www.RajeevSoni.org/
डॉ राजीव सोनी (ओआरसीआईडी ​​आईडी: 0000-0001-7126-5864) ने पीएच.डी. कैम्ब्रिज विश्वविद्यालय, यूके से जैव प्रौद्योगिकी में और विभिन्न संस्थानों और बहुराष्ट्रीय कंपनियों जैसे द स्क्रिप्स रिसर्च इंस्टीट्यूट, नोवार्टिस, नोवोजाइम, रैनबैक्सी, बायोकॉन, बायोमेरीक्स और यूएस नेवल रिसर्च लैब के साथ एक प्रमुख अन्वेषक के रूप में दुनिया भर में काम करने का 25 वर्षों का अनुभव है। दवा की खोज, आणविक निदान, प्रोटीन अभिव्यक्ति, जैविक निर्माण और व्यवसाय विकास में।

हमारे समाचार पत्र के सदस्य बनें

सभी नवीनतम समाचार, ऑफ़र और विशेष घोषणाओं के साथ अद्यतन होने के लिए।

- विज्ञापन -

सर्वाधिक लोकप्रिय लेख

COVID-19 के लिए मौजूदा दवाओं के 'पुनर्उद्देश्य' के लिए एक उपन्यास दृष्टिकोण

अध्ययन के लिए जैविक और कम्प्यूटेशनल दृष्टिकोण का एक संयोजन...

COVID-19: गंभीर मामलों के उपचार में हाइपरबेरिक ऑक्सीजन थेरेपी (HBOT) का उपयोग

COVID-19 महामारी ने सभी पर एक बड़ा आर्थिक प्रभाव डाला है...

सर्जरी और मधुमेह के इलाज के बिना गैस्ट्रिक बाईपास

अगर आपको वीडियो अच्छा लगा हो तो साइंटिफिक को सब्सक्राइब करें...
- विज्ञापन -
99,772प्रशंसकपसंद
69,708फ़ॉलोअर्सका पालन करें
6,319फ़ॉलोअर्सका पालन करें
31सभी सदस्यसदस्यता