Hamshahri corpus document

DOC ID : H-811028-59707S2

Date of Document: 2003-01-18

زبان ساده تكامل فيليپ بال ترجمه: زينب همتي با توجه به اينكه ريبوزيم ها هم قادر به كاتاليز ميان واكنش ها و هم قادر به انتقال اطلاعات ژنتيكي هستند بنابراين اين احتمال وجود دارد كه قبل از تكامل پروتئين ها و مولكول هاي مولكول هاي DNA توانسته اند RNA اساس مولكولي حيات را تشكيل دهند شيميدانان آمريكايي موفق به ابداع ساده ترين زبان ژنتيكي ممكن شدند. اين زبان، همانند مورس يا رمزهاي دوتايي تنها دو حرف دارد اما مي تواند بعضي از واكنش هاي مولكولي اساسي لازم براي تكامل حيات را سازماندهي جان كند ريدر ( Reader. J) و جرالد جويس. (JuYce.G) از انستيتو تحقيقات اسكريپس در لاجولاي كاليفرنيا كه طراحان اين زبان ژنتيكي نيز هستند معتقدند كه اين طرح ژنتيكي مي تواند به كشف سرنخ هايي در مورد چگونگي آغاز حيات در تركيب شيميايي زمين اوليه منجر شود. امروزه ما مي دانيم كه دستورالعمل هاي حياتي - مولكول هاي DNA و RNA - معمولا به صورت چهار حرفي نوشته مي شوند: بازهاي آدنين (A) گوانين، (G) وسيتوزين (C) به همراه باز تيمين (T) در DNA يا باز اوراسيل ( U) در RNA.هر ژن درمولكول DNA در واقع يك توالي از آدنين ها، گوانين ها، سيتوزين ها و تيمين هاست. ريدر و جويس توانستند نشان دهند كه امكان تشكيل اين بازها از عناصر شيميايي زمين اوليه بسيار مشكل است. درواقع، در آغاز حيات باز آدنين، گوانين، سيتوزين، تيمين يا اوراسيلي وجود نداشته است كه بتواند مولكول هايي را به وجود آورد كه در فرآيندهاي شيميايي بنيادي براي تشكيل حيات همانند نسخه برداي يا كاتاليز شركت داشته باشد. يك مولكول ساده كه تنها از 2 باز تشكيل يافته ممكن است شانس تشكيل بيشتري داشته باشد. بنابراين، اين دو پژوهشگر اقدام به ساخت يك ريبوزيم دو حرفي كردند - ريبوزيم مولكولي است كه موجب چسبيدن مولكول هاي ديگر به آن اين مي شود دو باز قادرند اتصالات مورد نياز براي تشكيل زنجيره هايي از مولكول هاي ژنتيكي DNA يا RNA را كاتاليز كنند. اغلب كاتاليزورهاي زيستي يا آنزيم ها از جنس پروتئين هستند. وليكن ريبوزيم ها از جنس RNA هستند. با توجه به اينكه ريبوزيم ها هم قادر به كاتاليز واكنش ها و هم قادر به انتقال اطلاعات ژنتيكي هستند بنابراين، اين احتمال وجود دارد كه قبل از تكامل پروتئين ها و مولكول هاي DNAمولكول هاي، RNA توانسته اند اساس مولكولي حيات را تشكيل دهند. ريدر و جويس توانستند تنها با استفاده از 2 باز RRibozyme 3 Ligase را به وجود آورند اين ريبوزيم، زنجيره اي از RNA است كه به مولكول RNA ديگر متصل مي شوند. قسمتي از ريبوزيم Rداراي 3 يك توالي بازي است كه اين توالي ريبوزيم را قادر مي سازد كه با مولكول RNA اي كه قرار است به آن بچسبد جفت شود. پژوهشگران توانستند اين توالي باند شونده و همچنين RNA هدف را تنها با استفاده از بازهاي آدنين و اوراسيل بازسازي كنند. در مراحل بعد، به دلايل تكنيكي، بازهاي آدنين با يك باز غيرطبيعي با نام دي آمينوپورين ( D) جايگزين شدند. بنابراين ريبوزيم حاصله توانست بدون نياز به بازهاي گوانين يا سيتوزين، عمل نسخه برداري را انجام دهد. در واقع مي توان گفت عمل نسخه برداري يكي از ضروري ترين بخش هاي فرآيند كشف يك مقلد دو حرفي است. پژوهشگران در ادامه تمامي بازهاي گوانيني را كه مي شد از مولكول Rحذف 3 كرد را از اين مولكول خارج ساختند (تعدادي از بازهاي گوانين را به علت نقش آنها در فرآيند كاتاليز نمي توان حذف كرد ). تمامي بازهاي گوانين به استثناء سه گوانين از مولكول Rحذف 3 شدند. در صورتي كه پژوهشگران هر يك از اين 3 گوانين را حذف مي كردند مولكول Rفقط 3 مي توانست تا مدت كوتاهي نقش كاتاليزوري خود را حفظ كند. پژوهشگران به منظور درك بهتر و كسب اطلاعات بيشتر در زمينه تكامل حيات اوليه از ادامه طرح ذهني خود صرفنظر و سعي كردند اين فرآيندها را در آزمايشگاه دنبال كنند. آنها باقيمانده بازهاي گوانين را به طور تصادفي با بازهاي اوراسيل يا دي آمينوپورين جايگزين ساختند. همزمان با اين عمل آنها تعدادي اوراسيل و دي آمينوپورين ديگر را به صورت درهم و برهم در داخل مولكول Rوارد 3 كردند. هيچ يك از محصولاتي كه بدين شكل به وجود آمدند داراي نقش كاتاليزوري ويژه و منحصر به فردي نبودند با اين وجود همگي آنها مي توانستند واكنش ها را كاتاليز كنند. بهترين كاتاليزور به وجود آمده كه تنها شامل بازهاي اوراسيل و دي آمينوپورين بود توانست 36 هزار مرتبه سريع تر از ساير كاتاليزورها به مولكول RNA هدف متصل شود. به عبارت ديگر مي توان گفت كه يك ريبوزيم دو حرفي بسيار بهتر از اين است كه اصلا ريبوزيمي وجود نداشته باشد. ريدر و جويس معتقدند كه تشكيل دي آمينوپورين از عناصري كه احتمالا بر روي زمين اوليه وجود داشته اند كار بسيار مشكلي نيست. آنها همچنين خاطرنشان ساختند كه مزيت يك مولكول RNA مانند در اين است كه هيچ بازسيتوزيني در تشكيل آن دخالت ندارد: سيتوزين در نتيجه دريافت گرما به سرعت متلاشي مي شود. 19Dec,Nature 2002