|
Η σκληρή υπεριώδης
ακτινοβολία της αρχέγονης Γης, μπορεί
να είναι η αιτία της ώθησης για τη
γέννηση των βιομορίων, παρά την
δυσκολία που είχαν να υπερνικήσουν,
προτείνουν Γερμανοί ερευνητές.
 |
|
Το DNA
χρειάζεται μια σταθερή στήλη από
ζάχαρα και φωσφορικά άλατα (με
ροζ χρώμα): αλλά με ποιό τρόπο
σχηματίστηκε αυτή η μορφή, κάτω
από τη σκληρή υπεριώδη ακτινοβολία
της αρχέγονης Γης;
|
Ο Δρ Armen Mulkidjanian του Πανεπιστημίου
Osnabrueck και οι συνάδελφοι υποστηρίζουν,
στο πιο πρόσφατο τεύχος του περιοδικού Εξελικτική
Βιολογία, ότι η θεωρία τους λύνει
ένα από τα σημαντικά χάσματα για την
κατανόηση της προέλευσης της ζωής.
Οι επιστήμονες έχουν αναρωτηθεί αρκετά
για το πώς απλά οργανικά μόρια, που
ήταν παρόντα στην αρχέγονη Γη, ενώθηκαν
μαζί για να δημιουργήσουν τα, μεγάλου
μήκους, αλυσιδωτά αυτο-αντιγραφικά
μόρια του RNA, τον πρόδρομο του DNA (ο
γενετικός κώδικας μέσα στα κύτταρα των
ζωντανών οργανισμών).
Στην πρώτη μορφή της ατμόσφαιρας, δεν
υπήρχε κανένα στρώμα όζοντος και τα
επίπεδα των υπεριωδών ακτινοβολιών
ήταν 100 φορές υψηλότερα από σήμερα.
Τέτοιες συνθήκες θα είχαν "ψήσει"
και θα είχαν σπάσει τα περισσότερα
μόρια με μεγάλες αλυσίδες, ή θα
οδηγούσαν σε επιβλαβείς μεταλλαγές.
Πολλοί επιστήμονες έχουν υποστηρίξει,
ότι η ζωή πρέπει, συνεπώς, να έχει
προκύψει μακριά από αυτή την
καταστρεπτική ακτινοβολία, όπως κοντά
σε ηφαιστειακούς διεξόδους στον
πυθμένα της θάλασσας.
Εντούτοις, ο Mulkidjanian και η ομάδα
του υποστηρίζουν ότι η δυνατότητα του
RNA να απορροφήσει την UV ακτινοβολία της
έδωσε, σαν ειρωνεία, ένα επιλεκτικό
πλεονέκτημα πάνω στα άλλα οργανικά
μόρια.
Ένα επαναλαμβανόμενο σκέλος του DNA (το
δεσοξυριβονουκλεϊνικό οξύ)
κατασκευάζεται από ένα "σταθερό
σκελετό" μορίων φωσφορικής ομάδας
και δεσοξυριβόζης (μια πεντόζη), που
μπορούν να ενωθούν οι γνωστές τέσσερις
αζωτούχες βάσεις. Η σειρά με την
οποία εμφανίζονται αυτές οι βάσεις στο
DNA, διαμορφώνει το γενετικό κώδικα.
Στα ζωντανά κύτταρα, το DNA εμφανίζεται
ως ένας "διπλός έλικας", που
κατασκευάζεται από δύο σκελετούς
μορίων πεντόζης και φωσφορικού άλατος.
Αυτές οι δύο στήλες στρίβουν η μια γύρω
από την άλλη και διατηρούν τη συνοχή
τους με τη βοήθεια "γεφυρών" από
ζεύγη βάσεων.
Το γεγονός ότι το RNA είναι πιο
αντιδραστικό - ή σχηματίζεται και σπάει
ευκολότερα - από το DNA, μαζί με το
γεγονός ότι τα ένζυμα μπορούν να
μετατρέψουν το RNA σε DNA, είναι οι βασικοί
λόγοι που η ομάδα των επιστημόνων
θεωρεί ότι τα πρώτα ζωντανά μοριακά
συστήματα σχηματίστηκαν εξ ολοκλήρου
από το RNA.
Η αντίδραση εμφανίζει πιο πάνω το
σχηματισμό του RNA (RN) με την προσθήκη
μιας βάσης αζώτου (N) σε ένα μόριο
ριβόζης (ζαχάρου) και φωσφορικού άλατος
(R)
Ο Mulkidjanian και οι συνάδελφοι
λοιπόν χρησιμοποίησαν μοντέλα
υπολογιστών για να αξιολογήσουν τη
δυνατότητα του RNA να σχηματιστεί από τα
συνιστάμενα μέρη του - ριβόζες,
φωσφορικό άλας και άζωτο - με τη
παρουσία της υπεριώδους ακτινοβολίας UV.
Βρήκαν δε ότι οι αζωτούχες βάσεις είχαν
τη δυνατότητα να απορροφήσουν και να
διασκορπίσουν την UV ακτινοβολία, κάτι
που προστατεύει το μόριο του ζαχάρου
ριβόζη και του φωσφορικού άλατος από
την αποδόμηση.
Στην προσομοίωσή τους, αυτή η
σταθερότητα έδωσε στα μόρια του RNA ένα
επιλεκτικό πλεονέκτημα πάνω στα
άλλα μόρια, και τα βοήθησε να
συνεχίσουν να σχηματίσουν, ενδεχομένως,
αυτο-διπλούμενες αλυσίδες. Κι όχι μόνο
αυτό, αλλά η προσομοίωση επίσης
πρότεινε ότι η ενέργεια της υπεριώδους
UV ακτινοβολίας, που απορροφήθηκε από
την βάση του αζώτου βοήθησε στην
επιμήκυνση των αλυσίδων του RNA.
Ο Nicholas Dixon του Πανεπιστημίου της
Καμπέρας, ο οποίος μελετά την εξέλιξη
του DNA,
σχολίασε τα εξής: Τελικά αποδείχθηκε,
ότι η UV ακτινοβολία μπορεί πραγματικά
να βοηθήσει, παρά να εμποδίσει την
παραγωγή του RNA μόλις συνδεθούν η
αζωτούχα βάση με τα μόρια της πεντόζης (ριβόζης)
και του φωσφορικού άλατος.
Ο Dixon περιέγραψε τη θεωρία του
Mulkidjanian σαν "αρκετά συναρπαστική"
και συνεπής προς τα διαθέσιμα στοιχεία.
Ξέρουμε, παραδείγματος χάριν, όταν οι
βάσεις του DNA υφίστανται ζημιά από την
υπεριώδη ακτινοβολία, ενώ ο σταθερός
"σκελετός" των ζαχάρων και του
φωσφορικού άλατος παραμένει άθικτη. Τα
μόρια αυτά με τις συνδεδεμένες βάσεις
του αζώτου έχουν αποδειχθεί από πριν
ότι είναι 30 φορές σταθερότερα στην UV,
από εκείνα χωρίς βάσεις. Και είναι
επίσης γνωστό ότι η UV ακτινοβολία
ενθαρρύνει την παραγωγή του RNA από
μόρια ριβόζης - φωσφορικού άλατος και
βάσεις αζώτου.
Αυτό μπορεί να είναι το "ελλείπων
συνδετικό στοιχείο" στο να
κατανοήσουμε με ποιο τρόπο εξελίχθησαν
τα αρχικά μόρια της ζωής, είπε ο Dixon.
Αλλά η θεωρία αυτή χρειάζεται ακόμα να
εξεταστεί και πειραματικά. |
