पृथ्वी पर जीवन पहली बार कैसे उभरा, इसका सवाल यह है कि मानव अनादि काल से स्वयं से पूछ रहा है। हालांकि वैज्ञानिक इस बात पर आश्वस्त हैं कि ऐसा कब हुआ, इसका कोई निश्चित जवाब नहीं है। पहले प्रोटीन अणु बनाने के लिए अमीनो एसिड, जीवन के रासायनिक निर्माण खंड, लगभग चार अरब साल पहले कैसे आए थे?
हालांकि यह सवाल अभी भी अनुत्तरित है, वैज्ञानिक नई खोज कर रहे हैं जो इसे कम करने में मदद कर सकती हैं। उदाहरण के लिए, जॉर्जिया इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी सेंटर फॉर केमिकल इवोल्यूशन (सीसीटी) के शोधकर्ताओं की एक टीम ने हाल ही में एक अध्ययन किया है जिसमें दिखाया गया है कि प्रोटीन अणु के कुछ शुरुआती पूर्ववर्ती एक श्रृंखला बनाने के लिए अनायास कैसे जुड़े हो सकते हैं।
अध्ययन हाल ही में सामने आया राष्ट्रीय विज्ञान - अकादमी की कार्यवाही। अध्ययन का नेतृत्व जॉर्जिया टेक के डॉ। मोरन फ्रेंकेल-पिंटर ने किया और इसमें सीसीटीवी के कई शोधकर्ता शामिल थे - जो नासा और नेशनल साइंस फाउंडेशन (एनएसएफ) द्वारा समर्थित हैं - डॉ। ल्यूक लेमन और रसायन विज्ञान के सहायक प्रोफेसर की सहायता से स्क्रिप्स रिसर्च, एक गैर-लाभकारी चिकित्सा अनुसंधान संस्थान है।
दशकों से, वैज्ञानिकों ने इस बारे में सिद्धांत बनाए हैं कि प्रोटीन के अणुओं को बनाने के लिए पहला अमीनो एसिड कैसे आया। दुर्भाग्य से, इन सिद्धांतों को सत्यापित करने के सभी प्रयास अब तक विफल रहे हैं। जैसा कि डॉ। लेमन ने समझाया:
“जटिल जीवन जीने के लिए रसायन विज्ञान कैसे सबसे आकर्षक सवाल है जो मानव जाति ने विचार किया है। प्रोटीन की उत्पत्ति के बारे में बहुत सारे सिद्धांत हैं लेकिन इन विचारों के लिए इतना प्रयोगात्मक प्रयोगशाला समर्थन नहीं है। ”
उनके अध्ययन के लिए, अनुसंधान दल ने एक प्रयोग किया जिसमें अमीनो एसिड (लाइसिन, आर्जिनिन, और हिस्टिडाइन) का एक छोटा सा चयन तीन गैर-जैविक प्रतियोगी एमिनो एसिड के साथ रखा गया था। एसिड को तब की स्थितियों के समान माना जाता था, जो माना जाता है कि हडियन ईऑन के दौरान पृथ्वी पर अस्तित्व में है (4 बिलियन साल पहले)।
इसमें हाइड्रॉक्सी एसिड युक्त पानी में चयनित अमीनो एसिड को शामिल किया गया था, जो एमिनो एसिड प्रतिक्रियाओं को सुविधाजनक बनाने के लिए जाना जाता है और यह प्रीबायोटिक पृथ्वी पर आम होता। मिश्रण को फिर 85 तक गर्म किया गया °C (185 °एफ), जिसने प्रतिक्रिया प्रक्रिया को फैलाया और पानी को वाष्पित करने का कारण बना। परिणामस्वरूप रासायनिक प्रतिक्रियाओं का अध्ययन किया गया।
उनके आश्चर्य करने के लिए, जैविक अमीनो एसिड अनायास समूहों के माध्यम से एक साथ जुड़ा हुआ है कि साफ क्षेत्रों में गठन किया। ये समूह वे हैं जो नाइट्रोजन और हाइड्रोजन से बने होते हैं और काफी प्रतिक्रियाशील होते हैं। हालांकि, वे अमीनो एसिड और अन्य एमाइनों के मूल का भी हिस्सा हैं जो क्रिचैहिन बनाते हैं जो कोर से फैलते हैं (जो इस प्रयोग में उपयोग किए गए थे) अक्सर अधिक प्रतिक्रियाशील होते हैं। फ्रेंकेल-पिंटर ने कहा:
“यह हमें आश्चर्यचकित करता है कि इस रसायन ने प्रोटीन में पाए जाने वाले -इनमाइन कनेक्शन का समर्थन किया, भले ही रासायनिक सिद्धांतों ने हमें विश्वास दिलाया हो कि गैर-प्रोटीन कनेक्शन का पक्ष लिया जाएगा। गैर-प्रोटीन पर प्रोटीन जैसे लिंकेज के लिए प्राथमिकता लगभग सात से एक थी। "
एक और आश्चर्य की बात यह थी कि जैविक अमीनो एसिड प्रतिक्रिया के संदर्भ में गैर-जैविक लोगों को हरा देते हैं। बाद के एसिड, जो आज प्रोटीन में नहीं पाए जाते हैं, जैविक लोगों की रासायनिक प्रतिक्रिया करने की क्षमता थी। क्या अधिक है, टीम ने अनुमान लगाया कि इन एसिडों को शामिल करने से जैविक लोगों को उनके पैसे के लिए एक रन मिलेगा और सी भी हो सकती है
हालाँकि, प्रतिक्रियाओं में ज्यादातर पेप्टाइड्स (दो या अधिक अमीनो एसिड बिल्डिंग ब्लॉक्स एक साथ जुड़े हुए) के गठन के परिणामस्वरूप हुए, जो आज के वास्तविक प्रोटीनों के करीब थे। विशेष रूप से, शोधकर्ताओं ने सोचा कि गैर-जैविक अमीनो एसिड लाइसिन के रूप में जाना जाने वाला जैविक अमीनो एसिड को बाहर निकाल देगा और लाइसिन मज़बूती से श्रृंखला नहीं बना पाएगा।
दोनों ही मामलों में, वे गलत थे और इसके बजाय पाया गया कि लाइसिन मुख्य रूप से इस तरह से जंजीरों में चला गया कि आज प्रोटीन के साथ ऐसा ही होता है। इससे, टीम ने पूर्वनिर्मित अमीनो एसिड श्रृंखलाओं की परिकल्पना की जो जीवन जीने से पहले विकसित हुई जीवित प्रणालियों में उपयोगी हैं, जिन्हें प्रोटीन बनाने का एक तरीका मिल गया था।
तथ्य यह है कि उनके प्रयोग से पता चला है कि जैविक अमीनो एसिड को गैर-जैविक लोगों पर पसंद किया जाता है, यह भी नई अंतर्दृष्टि प्रदान कर सकता है कि सिर्फ 20 अमीनो एसिड जीवन के निर्माण में क्यों गए। वैज्ञानिकों का मानना है कि हडियन ईऑन के दौरान पृथ्वी पर 500 से अधिक स्वाभाविक रूप से पाए जाने वाले एसिड मौजूद थे। लोरेन विलियम्स के रूप में, जॉर्जिया टेक में जैव रसायन विज्ञान के प्रोफेसर, समझाते हैं
“हमारा विचार है कि जीवन की शुरुआत कई बिल्डिंग ब्लॉक्स से हुई थी और उनमें से एक सबसेट का चयन किया गया था, लेकिन हम यह नहीं जानते हैं कि शुद्ध रसायन विज्ञान के आधार पर कितना चुना गया या कितनी जैविक प्रक्रियाओं का चयन किया गया। इस अध्ययन को देखते हुए, यह प्रतीत होता है कि आज की जीव विज्ञान इन प्रारंभिक पूर्व रासायनिक प्रतिक्रियाओं को प्रतिबिंबित कर सकता है जितना हमने सोचा था। "
"प्रीबायोटिक पृथ्वी में, अमीनो एसिड का एक बड़ा सेट होता। क्या इन 20 अमीनो एसिड के बारे में कुछ खास है, या क्या ये विकास द्वारा समय पर एक क्षण में जम गए? ” संक्षेप में, प्रयोग बताता है कि प्रोटीन में उपयोग किए जाने वाले अमीनो एसिड के प्रकार एक साथ लिंक होने की अधिक संभावना है क्योंकि वे एक साथ अधिक कुशलता से प्रतिक्रिया करते हैं और कुछ अक्षम पक्ष प्रतिक्रियाएं होती हैं।
संक्षेप में, प्रयोग बताता है कि प्रोटीन में उपयोग किए जाने वाले अमीनो एसिड के प्रकार एक साथ लिंक होने की अधिक संभावना है क्योंकि वे एक साथ अधिक कुशलता से प्रतिक्रिया करते हैं और कुछ अक्षम पक्ष प्रतिक्रियाएं होती हैं। यह इस सिद्धांत के लिए अतिरिक्त विश्वसनीयता भी देता है कि गीले और सूखे चक्रों में बनने वाले अधिकांश जैविक पॉलिमर, जो कुछ ऐसे हैं जो सीसी शोधकर्ताओं ने आर.वी.
यह सिद्धांत, जिसमें कहा गया है कि पहला प्रोटीन बारिश से बहने वाले गंदगी के फ्लैटों या धूप में पके हुए लाहेशोर चट्टानों पर हुआ, अधिक परंपरागत कथा के साथ है कि जीवन के भवन ब्लॉक दुर्लभ और प्रलयकारी घटनाओं पर निर्भर करते हैं, साथ ही साथ कई अवयवों में भी। उभरने का आदेश यह दिखाते हुए कि यह बहुत अधिक सीधी प्रक्रिया होने की संभावना थी, यह शोध हमें इस सदियों पुराने रहस्य को खोलने के लिए एक कदम और करीब ला सकता है।
इसका अर्थ पृथ्वी से परे जीवन की खोज में निहितार्थ भी हो सकता है। यदि जीवन के भवन खंड स्वाभाविक रूप से प्रतिक्रियाशील होते हैं और एक दूसरे से आकर्षित होते हैं, तो यह संभावना बढ़ जाती है कि ब्रह्मांड में कहीं और इसी तरह की रासायनिक प्रतिक्रियाएं हुईं!
