‘Several questions about origin of life have been answered, but much remains to be studied’’ said Stanley Miller and Harold Urey way back in 1959 after reporting laboratory synthesis of amino acids in primitive earth conditions. Many advances down the line yet the scientists have long been grappling with a fundamental question – which genetic material was first to be formed on the primitive earth, டிஎன்ஏ or ஆர்.என்.ஏ, or a bit of both? There is evidence now to suggest that டிஎன்ஏ மற்றும் ஆர்.என்.ஏ both may have co-existed in the primordial soup from where the life forms may have evolved with respective genetic materials.
மூலக்கூறு உயிரியலின் மையக் கோட்பாடு கூறுகிறது டிஎன்ஏ செய்கிறது ஆர்.என்.ஏ செய்கிறது புரதங்கள். புரதங்கள் are responsible for majority, if not all the reactions taking place in an organism. The entire functionality of an organism is majorly dependent upon their presence and interaction of புரதம் molecules. According to central dogma, புரதங்கள் are produced by the information contained in டிஎன்ஏ which is converted to functional புரதம் via a messenger called RNA. However, it is possible that புரதங்கள் themselves can survive independently without any டிஎன்ஏ or ஆர்.என்.ஏ, as is the case with prions (misfolded புரதம் molecules that do not contain டிஎன்ஏ or ஆர்.என்.ஏ), but can survive on their own.
இவ்வாறு, வாழ்க்கையின் தோற்றத்திற்கு மூன்று காட்சிகள் இருக்கலாம்.
A) If the புரதங்கள் or its building blocks were able to form abiotically during the atmosphere that existed billions of years ago in primordial soup, புரதங்கள் can be termed as the basis of வாழ்க்கையின் தோற்றம். ஸ்டான்லி மில்லரின் புகழ்பெற்ற பரிசோதனையில் இருந்து அதன் ஆதரவான சோதனை ஆதாரம் வருகிறது1, 2, இது மீத்தேன், அம்மோனியா, நீர் மற்றும் ஹைட்ரஜன் ஆகியவற்றின் கலவையை ஒன்றாகக் கலந்து மின்சார வெளியேற்றத்தைக் கடந்து சுற்றும் போது, அமினோ அமிலங்களின் கலவை உருவாகிறது என்பதைக் காட்டுகிறது. ஏழு ஆண்டுகளுக்குப் பிறகு இது மீண்டும் உறுதிப்படுத்தப்பட்டது3 1959 இல் ஸ்டான்லி மில்லர் மற்றும் ஹரோல்ட் யூரே ஆகியோர் ஆதிகால பூமியில் வளிமண்டலத்தைக் குறைப்பதன் மூலம் அதன் தொகுப்புக்கு வழிவகுத்தது என்று கூறினார். கரிம மேலே குறிப்பிடப்பட்ட வாயுக்கள் மற்றும் சிறிய அளவு கார்பன் மோனாக்சைடு மற்றும் கார்பன் டை ஆக்சைடு ஆகியவற்றின் முன்னிலையில் உள்ள கலவைகள். மில்லர்-யுரே சோதனைகளின் பொருத்தம் பல ஆண்டுகளாக விஞ்ஞான சகோதரத்துவத்தால் கேள்விக்குள்ளாக்கப்பட்டது, அவர்கள் தங்கள் ஆராய்ச்சியில் பயன்படுத்தப்பட்ட வாயு கலவையானது ஆதிகால பூமியில் இருந்த நிலைமைகளைப் பொறுத்து மிகவும் குறைகிறது என்று கருதினர். N2 மற்றும் நீர் நீராவியுடன் கூடிய CO2 அதிகமாகக் கொண்ட நடுநிலை வளிமண்டலத்தை நோக்கி பல கோட்பாடுகள் சுட்டிக்காட்டப்பட்டுள்ளன.4. இருப்பினும், ஒரு நடுநிலை வளிமண்டலம் அமினோ அமிலங்களின் தொகுப்புக்கான ஒரு நம்பத்தகுந்த சூழலாகவும் அடையாளம் காணப்பட்டுள்ளது.5. கூடுதலாக, க்கான புரதங்கள் to act as origins of life, they need to self-replicating leading to a combination of different புரதங்கள் to cater to different reactions taking place in an organism.
B) ஆரம்பகால சூப் கட்டுமானத் தொகுதிகளுக்கான நிபந்தனைகளை வழங்கியிருந்தால் டிஎன்ஏ மற்றும் / அல்லது ஆர்.என்.ஏ to be formed, then either of these could have been the genetic material. The research until now favoured ஆர்.என்.ஏ to be the genetic material for the origin of life forms due to their capability of folding upon itself, existing as a single strand and acting as an enzyme6, capable of making more ஆர்.என்.ஏ molecules. A number of self-replicating RNA enzymes7 have been discovered over the years suggesting ஆர்.என்.ஏ to be the starting genetic material. This was further strengthened by the research performed by John Sutherland’s group that led to the formation of two bases of RNA in an environment similar to primordial soup by including phosphate in the mixture8. மில்லர்-யூரேயின் பரிசோதனையில் பயன்படுத்தப்பட்டதைப் போலவே, குறைக்கும் வளிமண்டலத்தை (அம்மோனியா, கார்பன் மோனாக்சைடு மற்றும் நீர் கொண்ட) உருவகப்படுத்துவதன் மூலமும் ஆர்என்ஏ கட்டுமானத் தொகுதிகளின் உருவாக்கம் காட்டப்பட்டுள்ளது.9. If RNA is to be believed to be the originator, then when and how did டிஎன்ஏ and proteins come into being? Did டிஎன்ஏ develop as a genetic material later because of the unstable nature of RNA and proteins followed suit. Answers to all these questions still remain unanswered.
C) உயிரின் தோற்றத்திற்கு வழிவகுத்த ஆதிகால சூப்பில் டிஎன்ஏ மற்றும் ஆர்என்ஏ இணைந்து இருக்க முடியும் என்ற மூன்றாவது காட்சி 3 இல் வெளியிடப்பட்ட ஆய்வுகளில் இருந்து வந்தது.rd June 2020 by John Sutherland’s group from the MRC Laboratory at Cambridge, UK. The researchers simulated the conditions that existed on a primordial Earth billions of years ago, with shallow ponds in the lab. They first dissolved chemicals that form ஆர்.என்.ஏ in water, followed by drying and heating them and then subjecting them to UV radiation that simulated sun’s rays existing in primordial time. This not only led to the synthesis of the two building blocks of ஆர்.என்.ஏ ஆனால் டிஎன்ஏ, suggesting that both nucleic acids co-existed at the time of origin of life10.
இன்று இருக்கும் சமகால அறிவின் அடிப்படையில் மற்றும் மூலக்கூறு உயிரியலின் மையக் கோட்பாட்டின் அடிப்படையில், டி.என்.ஏ மற்றும் ஆர்.என்.ஏ இணைந்து இருந்ததால், உயிரின் தோற்றத்திற்கு வழிவகுத்தது மற்றும் புரத உருவாக்கம் பின்னர் வந்தது.
எவ்வாறாயினும், மூன்று முக்கியமான உயிரியல் மேக்ரோமிகுலூல்கள், அதாவது. டிஎன்ஏ, ஆர்என்ஏ மற்றும் புரதம் ஆகியவை ஆதிகால சூப்பில் ஒன்றாக இருந்தன. பூமியின் மேற்பரப்பின் இரசாயன தன்மை, எரிமலை வெடிப்புகள் மற்றும் அம்மோனியா, மீத்தேன், கார்பன் மோனாக்சைடு, கார்பன் டை ஆக்சைடு போன்ற வாயுக்களின் இருப்பு மற்றும் தண்ணீருடன் சேர்ந்து ஆதிகால சூப்பில் இருந்த குழப்பமான நிலைமைகள் அனைத்து மேக்ரோமாலிகுல்களும் உருவாக சிறந்ததாக இருந்திருக்கலாம். ஃபெரஸ் மற்றும் பலர் செய்த ஆராய்ச்சியின் மூலம் இது பற்றிய ஒரு குறிப்பை வழங்கியுள்ளது. அங்கு நியூக்ளியோபேஸ்கள் அதே குறைக்கும் வளிமண்டலத்தில் உருவாக்கப்பட்டன.9 மில்லர்-யூரேயின் பரிசோதனையில் பயன்படுத்தப்பட்டது. இந்த கருதுகோளை நாம் நம்ப வேண்டும் என்றால், பரிணாம வளர்ச்சியின் போது, வெவ்வேறு உயிரினங்கள் ஒன்று அல்லது மற்ற மரபணு பொருட்களை ஏற்றுக்கொண்டன, அவை அவற்றின் இருப்பை முன்னோக்கி நகர்த்த உதவுகின்றன.
எவ்வாறாயினும், வாழ்க்கை வடிவங்களின் தோற்றத்தை நாம் புரிந்து கொள்ள முயற்சிக்கையில், உயிர் எவ்வாறு தோன்றியது மற்றும் பரவியது என்பது பற்றிய அடிப்படை மற்றும் பொருத்தமான கேள்விகளுக்கு பதிலளிக்க இன்னும் அதிக ஆராய்ச்சி தேவைப்படுகிறது. இதற்கு அறிவியலில் பின்பற்றப்படும் தற்போதைய கோட்பாடுகளால் நமது சிந்தனையில் அறிமுகப்படுத்தப்பட்ட எந்த தப்பெண்ணங்களையும் நம்பாமல் "பெட்டிக்கு வெளியே" அணுகுமுறை தேவைப்படும்.
***
குறிப்புகள்:
1. மில்லர் எஸ்., 1953. சாத்தியமான ஆதிகால பூமி நிலைமைகளின் கீழ் அமினோ அமிலங்களின் உற்பத்தி. விஞ்ஞானம். 15 மே 1953: தொகுதி. 117, வெளியீடு 3046, பக். 528-529 DOI: https://doi.org/10.1126/science.117.3046.528
2. படா ஜேஎல், லஸ்கானோ ஏ. மற்றும் பலர் 2003. ப்ரீபயாடிக் சூப்-மில்லர் பரிசோதனையை மறுபரிசீலனை செய்தல். அறிவியல் 02 மே 2003: தொகுதி. 300, வெளியீடு 5620, பக். 745-746 DOI: https://doi.org/10.1126/science.1085145
3. மில்லர் எஸ்.எல் மற்றும் யூரே எச்.சி., 1959. ஆதிகால பூமியில் ஆர்கானிக் கூட்டுத் தொகுப்பு. அறிவியல் 31 ஜூலை 1959: தொகுதி. 130, வெளியீடு 3370, பக். 245-251. DOI: https://doi.org/10.1126/science.130.3370.245
4. காஸ்டிங் ஜேஎஃப், ஹோவர்ட் எம்டி. 2006. வளிமண்டல அமைப்பு மற்றும் காலநிலை ஆரம்ப பூமி. பிலோஸ் டிரான்ஸ் ஆர் சோக் லண்டன் பி பயோல் அறிவியல் 361:1733–1741 (2006). வெளியிடப்பட்டது:07 செப்டம்பர் 2006. DOI: https://doi.org/10.1098/rstb.2006.1902
5. கிளீவ்ஸ் எச்ஜே, சால்மர்ஸ் ஜேஹெச் மற்றும் பலர் 2008. நடுநிலை கிரக வளிமண்டலங்களில் ப்ரீபயாடிக் கரிமத் தொகுப்பின் மறுமதிப்பீடு. Orig Life Evol Biosph 38:105–115 (2008). DOI: https://doi.org/10.1007/s11084-007-9120-3
6. Zaug, AJ, Cech TR. 1986. The intervening sequence ஆர்.என்.ஏ of Tetrahymena is an enzyme. Science 31 Jan 1986: Vol. 231, Issue 4737, pp. 470-475 DOI: https://doi.org/10.1126/science.3941911
7. வோச்னர் ஏ, அட்வாட்டர் ஜே, மற்றும் பலர் 2011. ரைபோசைம்-கேடலைஸ்டு டிரான்ஸ்கிரிப்ஷன் ஆஃப் ஆன் ஆக்டிவ் ரைபோசைம். அறிவியல் 08 ஏப்ரல்: தொகுதி. 332, வெளியீடு 6026, பக். 209-212 (2011). DOI: https://doi.org/10.1126/science.1200752
8. பவர்னர், எம்., ஜெர்லேண்ட், பி. & சதர்லேண்ட், ஜே., 2009. ப்ரீபயோட்டிகலாக நம்பத்தகுந்த நிலைமைகளில் செயல்படுத்தப்பட்ட பைரிமிடின் ரைபோநியூக்ளியோடைடுகளின் தொகுப்பு. நேச்சர் 459, 239–242 (2009). https://doi.org/10.1038/nature08013
9. Ferus M, Pietrucci F, et al 2017. மில்லர்-யூரே குறைக்கும் வளிமண்டலத்தில் நியூக்ளியோபேஸ்கள் உருவாக்கம். PNAS ஏப்ரல் 25, 2017 114 (17) 4306-4311; முதலில் வெளியிடப்பட்டது ஏப்ரல் 10, 2017. DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.1700010114
10. Xu, J., Chmela, V., Green, N. et al. 2020 Selective prebiotic formation of RNA pyrimidine and டிஎன்ஏ purine nucleosides. Nature 582, 60–66 (2020). Published: 03 June 2020. DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-020-2330-9
***
