يكتشف العلماء اللبنات الأساسية للحمض النووي الريبي في سحابة في درب التبانة

اكتشف العلماء بعض اللبنات الأساسية للحياة – المعروفة باسم النتريل – في قلب مجرتنا درب التبانة.

تم رصدهم في سحابة جزيئية من الغاز والغبار من قبل فريق من الباحثين الدوليين باستخدام تلسكوبين في إسبانيا.

تعتبر النتريل لبنات بناء مهمة لـ RNA – وهو حمض نووي شبيه بالحمض النووي موجود في جميع الخلايا الحية.

قال الخبراء إن اكتشافهم يشير إلى أن النتريل من بين أكثر العائلات الكيميائية وفرة في الكون ، مما يدعم نظرية “عالم الحمض النووي الريبي” حول أصل الحياة.

يشير هذا إلى أن الحياة على الأرض كانت في الأصل تعتمد على الحمض النووي الريبي فقط ، وأن الحمض النووي والإنزيمات البروتينية تطورت لاحقًا.

يمكن أن يؤدي الحمض النووي الريبي وظيفتيهما: تخزين ونسخ المعلومات مثل الحمض النووي ، وتحفيز التفاعلات مثل الإنزيمات.

وفقًا لنظرية “RNA World” ، ليس بالضرورة أن تكون النتريل ولبنات بناء الحياة الأخرى قد نشأت على الأرض نفسها.

الاكتشاف: اكتشف العلماء بعض اللبنات الأساسية للحياة – المعروفة باسم النتريل – في قلب مجرتنا درب التبانة. تم رصدهم في سحابة جزيئية من الغاز والغبار (مماثلة لتلك التي في الصورة) من قبل فريق من الباحثين الدوليين

قال الخبراء إن اكتشافهم يشير إلى أن النتريل من بين أكثر العائلات الكيميائية وفرة في الكون ، مما يدعم نظرية

قال الخبراء إن اكتشافهم يشير إلى أن النتريل من بين أكثر العائلات الكيميائية وفرة في الكون ، مما يدعم نظرية “عالم الحمض النووي الريبي” حول أصل الحياة. يشير هذا إلى أن النتريل ربما يكون قد نشأ في الفضاء و “ ينطلق ” إلى الأرض الفتية داخل النيازك والمذنبات (صورة مخزنة)

قد تكون الحياة على الأرض قد بدأت بفضل نسخة معدلة من RNA اليوم الحديث

يعتقد العلماء أن الحياة على الأرض ربما بدأت بفضل نسخة معدلة من الجزيء الشقيق للحمض النووي الحديث.

الحمض النووي هو العمود الفقري للحياة ويعتمد عليه كل كوكبنا تقريبًا ، ولكن على الأرض البدائية ، كانت النسخة البدائية من أخته الأقل شهرة – الحمض النووي الريبي – هي النقطة المحورية للتطور ، كما يقول الخبراء.

يشبه الحمض النووي الريبي من الناحية الهيكلية الحمض النووي ، باستثناء واحدة من القطع الأساسية الأربعة ، الثايمين ، يتم استبدالها باليوراسيل.

هذا يغير شكل وبنية الجزيء ويعتقد الباحثون منذ فترة طويلة أن هذه المادة الكيميائية ضرورية لتطوير أشكال الحياة الأولى على الأرض.

وجد اكتشاف عرضي أجراه أكاديميون من جامعة هارفارد نُشر في ديسمبر 2018 أن نسخة مختلفة قليلاً من الحمض النووي الريبي ربما كانت العنصر الرئيسي الذي سمح للحياة على الأرض بالازدهار.

READ  تلسكوب هابل الفضائي يكتشف أقرب نجم وأبعد نجم معروف

يدعي العلماء أن مادة كيميائية تسمى إينوزين قد تكون موجودة بدلاً من الجوانين ، مما يسمح بتطور الحياة.

قد يقدم هذا التغيير الطفيف في القواعد ، والمعروف باسم النيوكليوتيدات ، أول دليل معروف على “فرضية RNA العالمية” – وهي نظرية تدعي أن الحمض النووي الريبي كان جزءًا لا يتجزأ من أشكال الحياة البدائية – كما يقولون.

ربما تكون قد نشأت أيضًا في الفضاء و “ انتقلت ” إلى الأرض الفتية داخل النيازك والمذنبات خلال فترة “ القصف الثقيل المتأخر ” ، بين 4.1 و 3.8 مليار سنة.

كدعم ، تم العثور على النتريل والجزيئات الأولية الأخرى للنيوكليوتيدات والدهون والأحماض الأمينية داخل المذنبات والنيازك الحديثة.

السؤال هو ، من أين يمكن أن تأتي هذه الجزيئات في الفضاء؟

المرشح الرئيسي هو السحب الجزيئية ، وهي مناطق كثيفة وباردة للوسط النجمي ، وهي مناسبة لتشكيل الجزيئات المعقدة.

على سبيل المثال ، تبلغ درجة حرارة السحابة الجزيئية G + 0.693-0.027 حوالي 100 كلفن وعرضها حوالي ثلاث سنوات ضوئية ، وتبلغ كتلتها حوالي ألف مرة كتلة شمسنا.

لا يوجد دليل على أن النجوم تتشكل حاليًا داخل G + 0.693-0.027 ، على الرغم من أن العلماء يشكون في أنها قد تتطور لتصبح حضانة نجمية في المستقبل.

اكتشف فريق الخبراء مجموعة من النتريل بما في ذلك cyanoallene و propargyl cyanide و cyanopropyne وربما سيانوفورمالدهيد و glycolonitrile ، والتي لم يتم العثور عليها سابقًا في السحابة ، والتي تُعرف باسم G + 0.693-0.027.

قال مؤلف الدراسة الرئيسي الدكتور فيكتور م.ريفيلا ، الباحث في مركز علم الأحياء الفلكي التابع لمجلس البحوث الوطني الإسباني: “ نوضح هنا أن الكيمياء التي تحدث في الوسط النجمي قادرة على تكوين نترات متعددة بكفاءة ، والتي تعتبر أساسية السلائف الجزيئية لسيناريو “عالم الحمض النووي الريبي”.

وأضاف: ‘إن المحتوى الكيميائي لـ G + 0.693-0.027 يشبه تلك الموجودة في مناطق تشكل النجوم الأخرى في مجرتنا ، وكذلك محتوى أجسام النظام الشمسي مثل المذنبات.

وهذا يعني أن دراسته يمكن أن تعطينا رؤى مهمة حول المكونات الكيميائية التي كانت متوفرة في السديم والتي أدت إلى ظهور نظامنا الكوكبي.

استخدم الباحثون تلسكوب غرناطة IRAM بعرض 100 قدم (30 مترًا) ، وتلسكوب ييبس بطول 130 قدمًا (40 مترًا) في غوادالاخارا.

READ  تم إلغاء اختبار صاروخ القمر الضخم Artemis I التابع لوكالة ناسا للمرة الثانية

اكتشف فريق الخبراء مجموعة من النتريل بما في ذلك cyanoallene و propargyl cyanide و cyanopropyne ، والتي لم يتم العثور عليها بعد في G + 0.693-0.027 ، على الرغم من الإبلاغ عنها في 2019 في سحابة TMC-1 المظلمة في الأبراج. و Auriga ، سحابة جزيئية بظروف مختلفة جدًا عن G + 0.693-0.027.

وجد العلماء أيضًا أدلة محتملة على السيانوفورمالدهيد والجليكولونيتريل.

تم اكتشاف السيانوفورمالدهيد لأول مرة في الغيوم الجزيئية TMC-1 و Sgr B2 في كوكبة القوس ، و glycolonitrile في النجم الأولي الشبيه بالشمس IRAS16293-2422 B في كوكبة Ophiuchus.

من أجل تكوين الحمض النووي والحمض النووي الريبي ، هناك حاجة إلى نوعين من اللبنات الكيميائية - أو القواعد النووية

من أجل تكوين الحمض النووي والحمض النووي الريبي ، هناك حاجة إلى نوعين من اللبنات الكيميائية – أو القواعد النووية

قال مؤلف الدراسة الزميل الدكتور ميغيل أ ريكينا توريس ، وهو محاضر في جامعة توسون في ماريلاند: “ بفضل ملاحظاتنا على مدار السنوات القليلة الماضية ، بما في ذلك النتائج الحالية ، نعلم الآن أن النتريل من بين أكثر العائلات الكيميائية وفرة في العالم. كون.

لقد وجدناها في السحب الجزيئية في مركز مجرتنا ، النجوم الأولية ذات الكتل المختلفة ، والنيازك والمذنبات ، وكذلك في الغلاف الجوي لتيتان ، أكبر أقمار زحل.

قال المؤلف الدكتور Izaskun Jiménez-Serra ، وهو أيضًا باحث في مركز علم الأحياء الفلكية التابع لمجلس الأبحاث الوطني الإسباني: “ لقد اكتشفنا حتى الآن العديد من السلائف البسيطة للنيوكليوتيدات ، وهي اللبنات الأساسية للحمض النووي الريبي.

لكن لا تزال هناك جزيئات رئيسية مفقودة يصعب اكتشافها.

على سبيل المثال ، نعلم أن أصل الحياة على الأرض ربما تطلب أيضًا جزيئات أخرى مثل الدهون ، المسؤولة عن تكوين الخلايا الأولى.

لذلك يجب أن نركز أيضًا على فهم كيفية تكوين الدهون من سلائف أبسط متوفرة في الوسط بين النجوم.

تم نشر الدراسة في المجلة الحدود.

شرح الحمض النووي والحمض النووي الريبي: الجزيئات التي تحتوي على المعلومات الجينية للحياة

يُعرف الحمض النووي – الحمض النووي الريبي – على نطاق واسع بالجزيء الموجود في نواة جميع خلايانا التي تحتوي على معلومات وراثية.

وهي على شكل حلزون مزدوج وتتكون من أقسام صغيرة تسمى النيوكليوتيدات.

يحتوي كل نوكليوتيد على مجموعة النواة والسكر والفوسفات.

يسمى مكون السكر في هذا الجزيء المعين deoxyribose ويشكل D في DNA.

READ  سبيس إكس تطلق 52 قمرا صناعيا ستارلينك ، صاروخ أرضي في البحر

هذه مادة كيميائية دورية قائمة على الكربون مع خمس ذرات كربون مرتبة على شكل خماسي.

في ذرة الكربون الثانية توجد ذرة هيدروجين مفردة متصلة في deoxyribose.

يمكن أن يحتوي هذا أيضًا على أكسجين إضافي متصل أيضًا.

في هذه الحالة ، تشكل المادة الكيميائية المؤكسجة ما يُعرف ببساطة باسم الريبوز – R في RNA.

ال ديوكسي البادئة تعني حرفيا بدون أكسجين.

شكل الحمض النووي الريبي والحمض النووي

يمكن لـ RIbose أن يفعل كل شيء تقريبًا يمكن أن يفعله deoxyribose وأيضًا رموز المعلومات الجينية في بعض الخلايا والكائنات الحية.

عندما يكون الأكسجين موجودًا ، فإنه يغير بشكل كبير كيفية ارتباط المواد الكيميائية وتجلس جنبًا إلى جنب مع الجزيئات الأخرى.

عند وجود الأكسجين – في الحمض النووي الريبي – يمكن أن يتخذ أشكالًا متنوعة.

عندما لا يكون الأكسجين موجودًا في هذا الموقع المحدد – في الحمض النووي – يتشكل الجزيء على أنه الحلزون المزدوج الأيقوني.

استخدامات الحمض النووي الريبي

غالبًا ما يتم تقسيم الحمض النووي إلى الحمض النووي الريبي (RNA) وتقرأه الخلايا من أجل ترجمة ونسخ الشفرة الوراثية من أجل صنع البروتينات والجزيئات الأخرى الضرورية للحياة.

يستخدم الحمض النووي الريبي ثلاثة أزواج من نفس أزواج الحمض النووي: السيتوزين ، الجوانين ، الأدينين.

يتم تبديل الزوج الأساسي الآخر ، الثايمين ، في الحمض النووي الريبي لـ Uracil.

غالبًا ما يوجد الحمض النووي الريبي في الكائنات الحية الأبسط ، مثل البكتيريا.

غالبًا ما يكون أيضًا فيروسًا ، مع التهاب الكبد والإنفلونزا وفيروس نقص المناعة البشرية بجميع أشكال الحمض النووي الريبي.

الحمض النووي الريبي الميتوكوندريا

تستخدم جميع الخلايا الحيوانية الحمض النووي ، باستثناء واحد ملحوظ: الميتوكوندريا.

الميتوكوندريا هي مراكز القوة في الخلية وتحول الجلوكوز إلى بيروفات ثم إلى أدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP) عبر دورة كريبس.

تتم كل هذه العملية في هذه العضية الواحدة في الخلايا و ATP هو الشكل العالمي للطاقة ويستخدم في جميع الكائنات الحية الهوائية.

يوجد في الميتوكوندريا خيط صغير من الحمض النووي الريبي (RNA) وهو فريد من نوعه في المملكة الحيوانية.

ينتقل من الأم حصريًا (يعيش الأب في الحيوانات المنوية ولكن يذوب أثناء الإخصاب) ويسمح للإنسان بتتبع نسب الأم إلى الوراء طوال الوقت.

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني.