به گزارش بام وطن
منشا حیات روی زمین رازی است که دانشمندان زمان‌ها تلاش داشته‌اند به آن پی ببرند. سوال کلیدی آنها، یک قسمت گمشده از تاریخ حیات روی زمین است.
به نقل از ساینمگ، این کاملا متداول است که یک گونه به واسطه یک عکس العمل بیوشیمیایی تقریبا متوقف شود و اگر این اتفاق در تعداد کافی از گونه‌ها رخ دهد، حیات روی زمین به گمان زیاد این چنین عکس العمل‌هایی را به طور موثر فراموش می‌کند اما اگر تاریخ بیوشیمی مملو از عکس العمل‌های فراموش‌شده باشد، آیا راهی برای گفتن آن وجود دارد؟
این سوال، الهام‌قسمت پژوهشگران «موسسه علوم زمین-حیات»(ELSI) در «موسسه فناوری توکیو»(Tokyo Tech) و «موسسه فناوری کالیفرنیا»(CalTech) شد. استدلال آنها این است که شیمی فراموش‌شده در مسیری که شیمی از مولکول‌های ساده ژئوشیمیایی به مولکول‌های پیچیده بیولوژیکی طی می‌کند، به طور ناپیوستگی یا ناکامی ظاهر می‌شود.
آخرین مطالب
- اجتناب از ۱۰ نادرست رایج پیش از ازدواج_بام وطن
- ۸ نوشیدنی طبیعی برای درمان مشکلات بدن/ ویدئو_بام وطن
- اندوختهگذاران طلا در بنبست نوسان/آیا صعود امروز بازار پایدار است؟_بام وطن
- خوش خواب ترین و کم خواب ترین مردم دنیا چه افرادی می باشند؟/ ویدئو_بام وطن
- این کیک رژیمی خوشمزه را بدون نگرانی بخورید_بام وطن
زمین اولیه سرشار از ترکیبات ساده‌ای همانند سولفید هیدروژن، آمونیاک و دی‌اکسید کربن می بود؛ یعنی مولکول‌هایی که طبق معمول با نگه داری حیات مرتبط نیستند اما میلیاردها سال پیش، زندگی اولیه بر این مولکول‌های ساده به گفتن منبع مواد خام متکی می بود. با تکامل زندگی، فرآیندهای بیوشیمیایی کم کم این پیش‌سازها را به ترکیباتی تبدیل کردند که تا این مدت هم یافت خواهد شد. این فرآیندها نشان‌دهنده اولین مسیرهای متابولیک می باشند.
به منظور مدلسازی تاریخ بیوشیمی، «هریسون اسمیت»(Harrison Smith)، «لیام لونگو»(Liam Longo) و «شاون ارین مک‌گلین»(Shawn Erin McGlynn) از موسسه علوم زمین-حیات با همکاری «جاشوا گلدفورد»(Joshua Goldford) از موسسه فناوری کالیفرنیا به ابداع همه عکس العمل‌های بیوشیمیایی شناخته‌شده نیاز داشتند تا فهمیدن کنند که چه نوع حیات شیمیایی قادر به انجام دادن عکس العمل‌ها است. آنها به «دانشنامه ژن و ژنوم کیوتو»(KEGG) مراجعه کردند که بیشتر از ۱۲ هزار عکس العمل بیوشیمیایی را فهرست‌بندی کرده است. آنها با در دست داشتن عکس العمل‌ها، مدلسازی گسترش تدریجی متابولیسم را اغاز کردند.
کوششهای قبل برای مدلسازی تکامل متابولیسم به این روش، به طور مداوم در تشکیل گسترده‌ترین و پیچیده‌ترین مولکول‌های مورد منفعت گیری در زندگی معاصر ناکامی خورده می بود. با وجود این، علت ناکامی آن کاملا اشکار نبوده است. وقتی که پژوهشگران به اجرای مدل خود پرداختند، درست همانند قبل فهمید شدند که تنها چند ترکیب را می‌توان تشکیل کرد. یکی از راه‌های حل کردن مشکل این است که با اراعه دستی ترکیبات تازه، شیمی متوقف‌شده تحت سختی قرار بگیرد. پژوهشگران یک روش متفاوت را انتخاب کردند. آنها می‌خواستند تعیین کنند که چه تعداد عکس العمل از دست رفته است. این کار، آنها را به سوی یکی از با اهمیت ترین مولکول‌ها در کل بیوشیمی هدایت کرد که «آدنوزین تری‌فسفات»(Adenosine triphosphate) نام دارد.
آدنوزین تری‌فسفات جریان انرژی سلول است چون می‌توان از آن برای هدایت عکس العمل‌هایی همانند ساخت پروتئین‌ها منفعت گیری کرد که در غیر این صورت در آب رخ نمی‌دهند. این مولکول یک ویژگی بی همتا دارد. عکس العمل‌هایی که خود آدنوزین تری‌فسفات را راه اندازی خواهند داد، به آن نیاز دارند. به عبارت دیگر، باید آدنوزین تری‌فسفات از قبل وجود داشته باشد. در غیر این صورت، هیچ راه فرد دیگر در زندگی امروزی برای ساخت آدنوزین تری‌فسفات وجود ندارد. این وابستگی چرخه‌ای، علت توقف مدل‌سازی‌های قبل می بود.
چطور می‌توان مشکل آدنوزین تری‌فسفات را حل کرد؟ همان طور که به نظر می‌رسد، قسمت عکس العمل‌پذیر آدنوزین تری‌فسفات به طور قابل توجهی همانند به ترکیب معدنی پلی‌فسفات است. با زمان دادن به عکس العمل‌های مولد آدنوزین تری‌فسفات برای منفعت گیری از پلی‌فسفات به جای آدنوزین تری‌فسفات و در کل با اصلاح تنها هشت عکس العمل، تقریبا می‌توان به همه متابولیسم هسته تازه دست یافت. سپس، پژوهشگران می‌توانند سن نسبی همه متابولیت‌های رایج را تخمین بزنند و پاسخی را برای سوال‌های خود درمورد تاریخچه مسیرهای متابولیک بیابند.
یکی از سوال‌ها این است که آیا مسیرهای بیولوژیکی به طور خطی ساخته شده‌اند یا این که عکس العمل‌های هر مسیر به طور موزاییکی ظاهر شده‌اند. در ساختار خطی، عکس العمل‌ها یکی بعد از فرد دیگر به طور متوالی اضافه خواهد شد و در ساختار موزاییکی، عکس العمل‌ها زیاد متفاوت به یکدیگر متصل خواهد شد تا یک چیز تازه را راه اندازی دهند. پژوهشگران توانستند کمیت این نوشته را بازدید کنند و دریافتند که هر دو نوع مسیر تقریبا به یک اندازه در همه متابولیسم مشترک می باشند.
اکنون به پرسشی بازمی‌گردیم که الهام‌قسمت این پژوهش می بود. چه مقدار بیوشیمی به مرور زمان از دست می‌رود؟ اسمیت او گفت: ما هیچ زمان نمی‌توانیم جواب دقیق رابدانیم اما بازدید‌های ما شواهد مهمی را نشان دادند. تنها هشت عکس العمل تازه که همه انها عکس العمل‌های بیوشیمیایی رایج را یادآوری می‌کنند، برای پل زدن بین ژئوشیمی و بیوشیمی مورد نیاز می باشند. این ثابت نمی‌کند که فضای بیوشیمی گمشده کوچک است اما مشخص می کند حتی عکس العمل‌هایی را که منقرض شده‌اند، می‌توان از سرنخ‌های باقی‌مانده در بیوشیمی مدرن مجدد کشف کرد.
این پژوهش در مجله «Nature Ecology & Evolution» به چاپ رسید.
دسته بندی مطالب
خبرهای ورزشی
