'જીવનની ઉત્પત્તિ વિશેના ઘણા પ્રશ્નોના જવાબો મળી ગયા છે, પરંતુ ઘણું અભ્યાસ કરવાનું બાકી છે' સ્ટેન્લી મિલર અને હેરોલ્ડ યુરેએ 1959 માં આદિમ પૃથ્વીની પરિસ્થિતિઓમાં એમિનો એસિડના પ્રયોગશાળાના સંશ્લેષણની જાણ કર્યા પછી કહ્યું હતું. રેખા નીચે ઘણી પ્રગતિ છતાં વૈજ્ઞાનિકો લાંબા સમયથી એક મૂળભૂત પ્રશ્ન સાથે ઝઝૂમી રહ્યા છે - આદિમ પૃથ્વી પર સૌપ્રથમ કઈ આનુવંશિક સામગ્રીની રચના થઈ હતી, ડીએનએ or આરએનએ, અથવા બંનેમાંથી થોડી? તે સૂચવવા માટે હવે પુરાવા છે ડીએનએ અને આરએનએ બંને આદિકાળના સૂપમાં સહ-અસ્તિત્વ ધરાવતા હોઈ શકે છે જ્યાંથી જીવન સ્વરૂપો સંબંધિત આનુવંશિક સામગ્રી સાથે વિકસિત થઈ શકે છે.
મોલેક્યુલર બાયોલોજીનો કેન્દ્રીય સિદ્ધાંત જણાવે છે કે ડીએનએ બનાવે છે આરએનએ બનાવે છે પ્રોટીન. પ્રોટીન્સ બહુમતી માટે જવાબદાર છે, જો સજીવમાં થતી તમામ પ્રતિક્રિયાઓ નથી. જીવતંત્રની સમગ્ર કાર્યક્ષમતા મુખ્યત્વે તેમની હાજરી અને ક્રિયાપ્રતિક્રિયા પર આધારિત છે પ્રોટીન પરમાણુ કેન્દ્રીય સિદ્ધાંત અનુસાર, પ્રોટીન માં સમાવિષ્ટ માહિતી દ્વારા બનાવવામાં આવે છે ડીએનએ જે ફંક્શનલ માં રૂપાંતરિત થાય છે પ્રોટીન આરએનએ નામના મેસેન્જર દ્વારા. જો કે, તે શક્ય છે પ્રોટીન પોતે સ્વતંત્ર રીતે જીવી શકે છે ડીએનએ or આરએનએ, જેમ કે પ્રિઓન્સનો કેસ છે (ખોટી ફોલ્ડ પ્રોટીન પરમાણુઓ જેમાં સમાવતું નથી ડીએનએ or આરએનએ), પરંતુ તેમના પોતાના પર ટકી શકે છે.
આમ, જીવનની ઉત્પત્તિ માટે ત્રણ દૃશ્યો હોઈ શકે છે.
એ) જો ધ પ્રોટીન અથવા તેના બિલ્ડીંગ બ્લોક્સ એબાયોટિકલી વાતાવરણમાં બનાવવામાં સક્ષમ હતા જે અબજો વર્ષો પહેલા આદિકાળના સૂપમાં અસ્તિત્વમાં હતા, પ્રોટીન ના આધાર તરીકે કહી શકાય જીવનની ઉત્પત્તિ. તેની તરફેણમાં પ્રાયોગિક પુરાવા સ્ટેનલી મિલરના પ્રખ્યાત પ્રયોગમાંથી આવે છે1, 2, જે દર્શાવે છે કે જ્યારે મિથેન, એમોનિયા, પાણી અને હાઇડ્રોજનનું મિશ્રણ એકસાથે ભેળવવામાં આવે છે અને ઇલેક્ટ્રિક ડિસ્ચાર્જ પછી પરિભ્રમણ કરવામાં આવે છે, ત્યારે એમિનો એસિડનું મિશ્રણ રચાય છે. સાત વર્ષ પછી ફરી આ વાતને સમર્થન મળ્યું3 1959 માં સ્ટેનલી મિલર અને હેરોલ્ડ યુરે દ્વારા જણાવવામાં આવ્યું હતું કે આદિકાળની પૃથ્વીમાં વાતાવરણમાં ઘટાડો થવાની હાજરીએ સંશ્લેષણને જન્મ આપ્યો ઓર્ગેનિક ઉપરોક્ત વાયુઓ વત્તા ઓછી માત્રામાં કાર્બન મોનોક્સાઇડ અને કાર્બન ડાયોક્સાઇડની હાજરીમાં સંયોજનો. મિલર-યુરે પ્રયોગોની સુસંગતતા પર ઘણા વર્ષોથી વૈજ્ઞાનિક સમુદાય દ્વારા પ્રશ્ન કરવામાં આવ્યો હતો, જેમણે વિચાર્યું હતું કે તેમના સંશોધનમાં ઉપયોગમાં લેવાતા ગેસનું મિશ્રણ આદિકાળની પૃથ્વી પર અસ્તિત્વમાં રહેલી પરિસ્થિતિઓના સંદર્ભમાં ખૂબ જ ઘટાડી રહ્યું છે. સંખ્યાબંધ સિદ્ધાંતો N2 અને પાણીની વરાળ સાથે CO2 નું વધુ પ્રમાણ ધરાવતા તટસ્થ વાતાવરણ તરફ નિર્દેશ કરે છે.4. જો કે, એમિનો એસિડના સંશ્લેષણ માટે તટસ્થ વાતાવરણને બુદ્ધિગમ્ય વાતાવરણ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવ્યું છે5. વધુમાં, માટે પ્રોટીન જીવનની ઉત્પત્તિ તરીકે કાર્ય કરવા માટે, તેમને સ્વ-પ્રતિકૃતિ કરવાની જરૂર છે જે વિવિધના સંયોજન તરફ દોરી જાય છે પ્રોટીન સજીવમાં થતી વિવિધ પ્રતિક્રિયાઓને પૂરી કરવા માટે.
બી) જો આદિકાળના સૂપના બિલ્ડીંગ બ્લોક્સ માટે શરતો પ્રદાન કરે છે ડીએનએ અને / અથવા આરએનએ રચના કરવી, તો આમાંથી કોઈ પણ આનુવંશિક સામગ્રી હોઈ શકે. સંશોધન અત્યાર સુધી તરફેણમાં છે આરએનએ જીવન સ્વરૂપોની ઉત્પત્તિ માટે આનુવંશિક સામગ્રી બનવાની તેમની પોતાની પર ફોલ્ડ કરવાની ક્ષમતાને કારણે, એક સ્ટ્રાન્ડ તરીકે અસ્તિત્વમાં છે અને એન્ઝાઇમ તરીકે કાર્ય કરે છે6, વધુ બનાવવા માટે સક્ષમ આરએનએ પરમાણુ સંખ્યાબંધ સ્વ-પ્રતિકૃતિ આરએનએ ઉત્સેચકો7 વર્ષોથી શોધી કાઢવામાં આવ્યા છે જે સૂચવે છે આરએનએ પ્રારંભિક આનુવંશિક સામગ્રી બનવા માટે. જ્હોન સધરલેન્ડના જૂથ દ્વારા કરવામાં આવેલા સંશોધન દ્વારા આને વધુ મજબૂત બનાવવામાં આવ્યું હતું જેના કારણે મિશ્રણમાં ફોસ્ફેટનો સમાવેશ કરીને આદિકાળના સૂપ જેવા વાતાવરણમાં આરએનએના બે પાયાની રચના થઈ હતી.8. RNA બિલ્ડિંગ બ્લોક્સની રચના પણ મિલર-યુરેના પ્રયોગમાં ઉપયોગમાં લેવાતા વાતાવરણની જેમ (એમોનિયા, કાર્બન મોનોક્સાઇડ અને પાણી ધરાવતું) વાતાવરણનું અનુકરણ કરીને અને પછી તેમાંથી ઇલેક્ટ્રિક ડિસ્ચાર્જ અને હાઇ-પાવર લેસર પસાર કરીને દર્શાવવામાં આવ્યું છે.9. જો આરએનએને ઉત્પત્તિ માનવામાં આવે છે, તો ક્યારે અને કેવી રીતે થયું ડીએનએ અને પ્રોટીન અસ્તિત્વમાં આવે છે? કર્યું ડીએનએ આરએનએની અસ્થિર પ્રકૃતિને કારણે પાછળથી આનુવંશિક સામગ્રી તરીકે વિકાસ થાય છે અને પ્રોટીનને અનુકરણ કરવામાં આવે છે. આ તમામ પ્રશ્નોના જવાબો હજુ પણ અનુત્તરિત છે.
સી) ત્રીજું દૃશ્ય કે ડીએનએ અને આરએનએ આદિકાળના સૂપમાં સહ-અસ્તિત્વ ધરાવે છે જે જીવનની ઉત્પત્તિ તરફ દોરી જાય છે તે 3 ના રોજ પ્રકાશિત થયેલા અભ્યાસોમાંથી આવ્યું છે.rd કેમ્બ્રિજ, યુકે ખાતેની MRC લેબોરેટરીમાંથી જ્હોન સધરલેન્ડના જૂથ દ્વારા જૂન 2020. સંશોધકોએ પ્રયોગશાળામાં છીછરા તળાવો સાથે, અબજો વર્ષો પહેલા આદિકાળની પૃથ્વી પર અસ્તિત્વમાં રહેલી પરિસ્થિતિઓનું અનુકરણ કર્યું. તેઓએ સૌપ્રથમ રસાયણો ઓગળ્યા જે રચના કરે છે આરએનએ પાણીમાં, ત્યારબાદ તેમને સૂકવી અને ગરમ કરીને અને પછી તેમને અલ્ટ્રાવાયોલેટ કિરણોત્સર્ગને આધીન કરે છે જે આદિકાળમાં અસ્તિત્વમાં રહેલા સૂર્યના કિરણોનું અનુકરણ કરે છે. આનાથી માત્ર બે બિલ્ડિંગ બ્લોક્સના સંશ્લેષણ તરફ દોરી જતું નથી આરએનએ પણ ડીએનએ, સૂચવે છે કે જીવનની ઉત્પત્તિ સમયે બંને ન્યુક્લિક એસિડ સહ-અસ્તિત્વમાં હતા10.
આજે અસ્તિત્વમાં રહેલા સમકાલીન જ્ઞાનના આધારે અને મોલેક્યુલર બાયોલોજીના કેન્દ્રીય સિદ્ધાંતને માન આપીને, તે બુદ્ધિગમ્ય લાગે છે કે ડીએનએ અને આરએનએ સહ-અસ્તિત્વ ધરાવે છે જે જીવનની ઉત્પત્તિ તરફ દોરી જાય છે અને પ્રોટીનની રચના પાછળથી આવી/થાય છે.
જો કે, લેખક અન્ય એક દૃશ્યનું અનુમાન કરવા ઈચ્છે છે જ્યાં તમામ ત્રણ મહત્વપૂર્ણ જૈવિક મેક્રોમોલેક્યુલ્સ, જેમ કે. ડીએનએ, આરએનએ અને પ્રોટીન આદિકાળના સૂપમાં એકસાથે અસ્તિત્વમાં હતા. પૃથ્વીની સપાટીની રાસાયણિક પ્રકૃતિ, જ્વાળામુખી વિસ્ફોટ અને પાણીની સાથે એમોનિયા, મિથેન, કાર્બન મોનોક્સાઇડ, કાર્બન ડાયોક્સાઇડ જેવા વાયુઓની હાજરીને સંડોવતા આદિકાળના સૂપમાં અસ્તિત્વમાં રહેલી અવ્યવસ્થિત પરિસ્થિતિઓ તમામ મેક્રોમોલેક્યુલ્સની રચના માટે આદર્શ હોઈ શકે છે. ફેરસ એટ અલ. દ્વારા કરવામાં આવેલા સંશોધન દ્વારા આનો સંકેત આપવામાં આવ્યો છે, જ્યાં સમાન ઘટાડતા વાતાવરણમાં ન્યુક્લિયોબેઝની રચના કરવામાં આવી હતી.9 મિલર-યુરેના પ્રયોગમાં વપરાય છે. જો આપણે આ પૂર્વધારણામાં માનીએ, તો ઉત્ક્રાંતિ દરમિયાન, વિવિધ સજીવોએ એક અથવા બીજી આનુવંશિક સામગ્રી અપનાવી, જે તેમના અસ્તિત્વને આગળ વધવાની તરફેણ કરે છે.
જો કે, આપણે જીવન સ્વરૂપોની ઉત્પત્તિને સમજવાનો પ્રયાસ કરીએ છીએ, જીવનની ઉત્પત્તિ અને પ્રચાર કેવી રીતે થયો તે અંગેના મૂળભૂત અને સુસંગત પ્રશ્નોના જવાબ આપવા માટે વધુ સંશોધનની જરૂર છે. આ માટે વિજ્ઞાનમાં અનુસરવામાં આવતા વર્તમાન સિદ્ધાંતો દ્વારા આપણી વિચારસરણીમાં રજૂ કરાયેલા કોઈપણ પૂર્વગ્રહો પર આધાર રાખ્યા વિના "આઉટ-ઓફ-ધ-બોક્સ" અભિગમની જરૂર પડશે.
***
સંદર્ભ:
1. મિલર એસ., 1953. સંભવિત આદિમ પૃથ્વીની પરિસ્થિતિઓ હેઠળ એમિનો એસિડનું ઉત્પાદન. વિજ્ઞાન. 15 મે 1953: વોલ્યુમ. 117, અંક 3046, પૃષ્ઠ 528-529 DOI: https://doi.org/10.1126/science.117.3046.528
2. બડા જેએલ, લેઝકાનો એ. એટ અલ 2003. પ્રીબાયોટિક સૂપ-મિલર પ્રયોગની સમીક્ષા કરવી. વિજ્ઞાન 02 મે 2003: વોલ્યુમ. 300, અંક 5620, પૃષ્ઠ 745-746 DOI: https://doi.org/10.1126/science.1085145
3. મિલર એસએલ અને યુરે એચસી, 1959. આદિમ પૃથ્વી પર ઓર્ગેનિક કમ્પાઉન્ડ સિન્થેસિસ. વિજ્ઞાન 31 જુલાઇ 1959: વોલ્યુમ. 130, અંક 3370, પૃષ્ઠ 245-251. DOI: https://doi.org/10.1126/science.130.3370.245
4. કાસ્ટિંગ જેએફ, હોવર્ડ એમટી. 2006. પ્રારંભિક પૃથ્વી પર વાતાવરણીય રચના અને આબોહવા. ફિલોસ ટ્રાન્સ આર સોક લોન્ડ બી બાયોલ સાયન્સ 361:1733–1741 (2006). પ્રકાશિત: 07 સપ્ટેમ્બર 2006. DOI: https://doi.org/10.1098/rstb.2006.1902
5. ક્લીવ્સ એચજે, ચેલમર્સ જેએચ, એટ અલ 2008. તટસ્થ ગ્રહોના વાતાવરણમાં પ્રીબાયોટિક ઓર્ગેનિક સંશ્લેષણનું પુન: મૂલ્યાંકન. ઓરિગ લાઇફ ઇવોલ બાયોસ્ફ 38:105–115 (2008). DOI: https://doi.org/10.1007/s11084-007-9120-3
6. Zaug, AJ, Cech TR. 1986. દરમિયાનગીરીનો ક્રમ આરએનએ ટેટ્રાહિમેના એ એન્ઝાઇમ છે. વિજ્ઞાન 31 જાન્યુઆરી 1986: વોલ્યુમ. 231, અંક 4737, પૃષ્ઠ 470-475 DOI: https://doi.org/10.1126/science.3941911
7. વોચનર એ, એટવોટર જે, એટ અલ 2011. સક્રિય રિબોઝાઇમનું રિબોઝાઇમ-કેટાલાઇઝ્ડ ટ્રાન્સક્રિપ્શન. વિજ્ઞાન 08 એપ્રિલ: વોલ્યુમ. 332, અંક 6026, પૃષ્ઠ 209-212 (2011). DOI: https://doi.org/10.1126/science.1200752
8. પાવરનર, એમ., ગેરલેન્ડ, બી. અને સધરલેન્ડ, જે., 2009. પ્રિબાયોટિકલી બુદ્ધિગમ્ય સ્થિતિમાં સક્રિય પાયરીમિડીન રિબોન્યુક્લિયોટાઇડ્સનું સંશ્લેષણ. પ્રકૃતિ 459, 239–242 (2009). https://doi.org/10.1038/nature08013
9. Ferus M, Pietrucci F, et al 2017. મિલર-યુરે ઘટાડતા વાતાવરણમાં ન્યુક્લિયોબેઝનું નિર્માણ. PNAS એપ્રિલ 25, 2017 114 (17) 4306-4311; પહેલીવાર 10 એપ્રિલ, 2017 ના રોજ પ્રકાશિત. DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.1700010114
10. Xu, J., Chmela, V., Green, N. et al. 2020 RNA pyrimidine ની પસંદગીયુક્ત પ્રીબાયોટિક રચના અને ડીએનએ પ્યુરિન ન્યુક્લિયોસાઇડ્સ. પ્રકૃતિ 582, 60–66 (2020). પ્રકાશિત: 03 જૂન 2020. DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-020-2330-9
***
