٣٠ نوفمبر ٢٠١٨
المترجم ؛ أبو طه / عدنان أحمد الحاجي
المقالة رقم ٣٩١ لسنة ٢٠١٨
التصنيف : أبحاث النشوء والتطور
November 30, 2018
أحد أهم الأسئلة غير المفسرة في العلوم الحديثة هو كيف نشأة الحياة. يعتقد العلماء عمومًا أن الجزيئيات البسيطة الموجودة في بيئات الكواكب القديمة قد تحولت إلى جزيئيات أكثر تعقيدًا والتي يمكن أن تساعد في نشأة الحياة من خلال تزويدها بالطاقة من البيئة. يرى العلماء أن الأرض القديمة كانت مليئة بالعديد من أنواع الطاقة ، من درجات الحرارة المرتفعة التي تنتجها البراكين إلى الأشعة فوق البنفسجية التي ترسلها الشمس . واحدة من أكثر الدراسات الكلاسيكية حول كيف تكونت المركبات العضوية على الأرض القديمة هي تجربة Miller-Urey ، والتي أظهرت أن عمليات التفريغ الكهربائية التي تحاكي البرق يمكن أن تساعد في تكوين مجموعة متنوعة من المركبات العضوية ، بما في ذلك الأحماض الأمينية ، التي تشكل اللبنات الأساسية لكل الحياة. مصدر آخر مهم للطاقة في بيئات الكواكب هو الإشعاع عالي الطاقة ، الذي يحتوي على مصادر مختلفة بما في ذلك الاضمحلال (الإنحلال decay) الإشعاعي لعناصر كيميائية موجودة بشكل طبيعي مثل اليورانيوم والبوتاسيوم. أظهرت الأبحاث التي أجراها يي رويكين وألبرت فهرنباخ من معهد علوم الحياة الأرضية القديمةُ Earth-Life Science Institute - واختصاراً يعرف ب ELSI - التابع لمعهد طوكيو للتكنولوجيا ، في اليابان ، مؤخرًا مجموعة متنوعة من المركبات المفيدة لتركيب الحمض النووي الريبي RNA، يتم إنتاجها،عندما يتعرض مركب بسيط ، مدمج combined مع كلوريد الصوديوم، لأشعة غاما.
 |
| الشكل؛ بدءًا من سيانيد الهيدروجين ، فإن تركيب السياناميد وسلائف السكريات البسيطة في الماء التي تجرى في مفاعل واحد - باستخدام أشعة غاما في وجود أملاح الأمونيوم والكلوريد - تقدم طريقة إلى الأمام لتصميم المخاليط المعقدة التي يمكن أن تتطور إلى مركبات هامة لها احتمالية أن تكون موجودة قبل تطور الأشياء الحية الأول |
يقربنا هذا العمل خطوة مهمة إلى فهم كيف يمكن للحمض النووي الريبي RNA ، الذي يعتقد على نطاق واسع أنه جزيء مرشح candidate يساعد على نشأة الحياة ، أن يكون قد نشأ على الأرض القديمة بشكل غير اجيائي - لا إحيائي abiotically- . بسبب تعقيد العملية ، فإن تركيب الحمض النووي الريبي RNA"من لا شيء " في ظل ظروف النظام الشمسي البدائي ليس بالمهمة السهلة. البايلوجيا تجيد القيام بتلك المهمة، لأنها تطورت على مدى مليارات السنين للقيام بهذا العمل بكفاءة مذهلة. قبل أن تنبثق الحياة ، لم يكن هناك الكثير في البيئة التي من شأنها أن تساعد في تركيب الحمض النووي الريبي. وجد الباحثون أن كلوريد الصوديوم - أو ملح الطعام الشائع - يمكن أن يساعد في صنع اللبنات الأساسية اللازمة للحمض النووي الريبي. كلوريد الصوديوم هو المركب الكيميائي الذي يجعل من البحر مالحا ، وبالتالي فمن الأرجح أن تحدث هذه العملية على كواكب بدائية ، بما فيها الأرض.
كان الجانب الأكثر صعوبة في هذا العمل هو اكتشاف أن الملح ، وتحديدًا مكون الكلوريد ، يلعب دورًا حاسمًا في هذه التفاعلات. عادة ، يتجاهل الكيميائيون الكلوريد في تفاعلاتهم. عندما يقوم الكيميائيون بإجراء تفاعلات في الماء ، فمن المحتمل جدًا وجود بعض الكلوريد على الأقل فيه على أية حال ، على الرغم من أنه في معظم الأحيان يكون هناك فقط في وضع المتفرج. في كثير من الأحيان لا يلعب دورًا مهمًا في التفاعلات التي يهتم بها الكيميائيون ، إنه مجرد جزء من الخلفية في الكثير من الأوقات. ووجد الباحثون أن هذا لم يكن هو الحال في تجاربهم ، واستغرق الأمر بعض الوقت لمعرفة ذلك. ما استنتجوه في النهاية هو أن الإشعاعات المؤينة التي كانوا يستخدمونها كمصدر للطاقة لدفع التفاعل ، تجعل الكلوريد يفقد إلكتروناً ويصبح ما يعرف بـ "الجذر radical". وكما يوحي الاسم ، لم يعد الكلوريد بعدُ معتدلاً في سلوكه ، بل يصبح أكثر متفاعلًا كيميائيًا. بمجرد أن يُنشط الكلوريد بأشعة غاما ، قسيكون متاحاً للمساعدة في تكوين مركبات أخرى عالية الطاقة والتي يمكن أن تساعد في النهاية على بناء جزيئيات الحمض النووي الربىيبي RNA المعقدة.
وعلى الرغم من أن هؤلاء الباحثين لم يستطيعوا أخذ التفاعل إلى النهاية حتى انتاج الحمض النووي الريبي ، فإن هذا العمل يبين أنه لا يوجد الآن أي شيء من حيث المبدأ يمنع هذا من الحدوث. والسؤال المطروح الآن ليس هو كيف تْصنع جميع اللبنات الضرورية لصنع الحمض النووي الريبي ، ولكن كيف تُجمع في "حوض صغير دافئ" لصنع بوليمرات الحمض النووي الريبي RNA الأول. أحد التحديات الرئيسية لهذا هو فهم كيف يمكن للجزيئات الأخرى ، أي ، غير تلك المهمة لصنع ال RNA ، أن تؤثر على هذه العملية. ويعتقد الباحثون أن هذا قد تكون عملية كيمياء "تتسم بالفوضى " إلى حد كبير ، بمعنى أن الكثير من الجزيئيات الأخرى ، التي يمكن أن تتداخل مع هذه العملية ، سيتم صنعها في نفس الوقت. وسواء كانت هذه الجزيئيات الأخرى ستتداخل مع عملية تركيب synthesis الحمض النووي الريبي ، أو حتى يكون لها تأثير مفيد ، فستكون التركيز المستقبلي لأبحاث هؤلاء العلماء. إن فهم خلطات المواد الكيميائية شديدة التعقيد لا تمثل تحديًا في أبحاث نشأة الحياة فحسب ، ولكنها تُعتبر أيضاً تحدٍ كبير للكيمياء العضوية بشكل عام.
المصدر
https://www.titech.ac.jp/english/news/2018/043042.html
للمواضيع المترجمة السابقة يرجى زيارة المدونة على هذا العنوان؛
https://adnan-alhajji.blogspot.com/?m=1
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق