پروتئين ها ملکول هاي پليمري هستند که از کنار هم قرار گرفتن آمينواسيد ها تشکيل مي شوند، در واقع آمينواسيد ها نقش مونومر را براي آنها دارند.
خوب به زبان ساده تر يعني اين که اگر پروتئين را يک ديوار آجري در نظر بگيريم، آمينواسيدها آجرهاي تشکيل دهنده اين ديوار هستند. حالا ديواري را فرض کنيد که از چندتايي آجر مختلف که هر کدام شکل و اندازه و رنگ مختلفي دارد، ساخته شده باشند.
به نظر شما چند ديوار مختلف مي توان با اين آجرها ساخت؟ واضح است که چيدمان هاي مختلف آجرها، شکل هاي گوناگوني از ديوار را ايجاد مي کنند. همين اتفاق در ساختمان پروتئين ها نيز روي مي دهد. کل حيات در کره زمين از 20 ملکول آمينواسيد پايه اي ساخته شده است که توسط آنها پروتئين هايي که عملکردهاي مختلف زيستي دارند ساخته شده اند. توالي آمينواسيد يک پروتئين تعيين کننده ساختار ملکول است، يک تغيير کوچک در توالي آمينواسيد مي تواند تاثيرات عميق بيولوژيکي روي ساختار کلي و عملکرد پروتئين ها داشته باشد. اما آيا مساله به همين سادگي است؟
تمامي موجودات زنده ساکن سياره زمين همين 20 نوع آمينواسيد را در ساختار هاي بيولوژيکي خود دارند در حالي که ما در محيط زيست شاهد زندگي هزاران نوع و گونه مختلف جانوري و گياهي هستيم.
به نظر مي رسد که با تغيير آرايش آمينواسيدها در ساختار سلول هاي اوليه حيات، سطوح مختلفي از زندگي با توانايي ها و امکانات متنوع پديد آمده و اين تنوع زيستي بي مانند را به وجود آورده اند. حالا سوال مهمي که مطرح مي شود اين است که آيا اگر آمينواسيدها به عنوان آجرهاي شکل دهنده ساختار زيستي در شرايط مختلفي قرار گيرند، مي توانند باعث پيدايش حيات در آن محيط جديد شوند؟
پژوهشگران بر اين باورند که زمين براي اولين بار در بيش از 3ميليارد سال قبل شاهد حضور دسته اي متشکل از 20 آمينواسيد در کنار يکديگر بود که منجر به توليد اولين پروتئين هاي شکل دهنده حيات در اين سياره شدند؛ دسته اي که بعدها جعبه ابزار استاندارد حيات روي زمين را تشکيل دادند. اين باور که حيات روي زمين از اين جعبه ابزار افسانه اي شکل گرفته باشد مورد قبول همه محققان نيست.
فرضيات و گمان هاي متعددي درباره حيات و چگونگي شکل گيري آن در زمين وجود دارد که متاسفانه تعداد بسيار کمي از آنها قابليت تست ، تحقيق و ارزيابي را دارا مي باشند.اما اين فرضيه جعبه ابزار20 تايي آمينواسيدها را خيلي خوب مي شد ارزيابي کرد. خب دانشمندان هم دست به کار شدند و آزمايشي طراحي کردند تا متوجه شوند که آيا 20 آمينواسيدي که سنگ بناي حيات زميني هستند، تصادفي انتخاب شده اند يا طبق اصولي خاص و بر اساس معيارهاي مشخصي دستچين گشته اند. همچنين دانشمندان بي صبرانه منتظرند تا نتايج آزمايش ها به آنها بگويد که آيا اين دارودسته بيست تايي آمينواسيدي تنها گزينه هاي موجود بودند که مي توانستند اين نقش را برعهده گيرند؟ به مفهومي ديگر آيا مي توان حيات از نوعي ديگر را در جايي ديگر يافت؟ بگذاريد بي پرده برويم سراغ پرسش اصلي: آيا حيات مختص سياره زمين است؟
در ابتدا و قبل از پرداختن به اين پرسش هاي فيلسوفانه اجازه دهيد ببينيم اصلا آمينواسيد چيست؟ آمينواسيدها ملکول هايي هستند که از پايه کربن، هيدروژن، اکسيژن و نيتروژن ساخته شده اند. آنها به شکل هاي مختلفي به هم متصل مي شوند و ساختارهاي ترکيبي بزرگ تري به نام پروتئين را تشکيل مي دهند که پايه و اساس عملکردهاي مختلف زيستي و حيات هستند. امروزه دانشمندان مي دانند که بي نهايت آمينواسيد گوناگون وجود دارند که حيات زميني با انتخاب اجباري يا اختياري تنها 20 عدد از آنها شکل گرفته، گونه گونه شده، تکامل يافته و به اشکال متنوع امروزي در آمده است.

? آزمايش حالت هاي ممکن
 

پژوهشگران براي اين که بتوانند درکي صحيح از آنچه منجر به شکل گيري حيات در سياره زمين شده است به دست آورند، اقدام به شبيه سازي روزگاري از سياره زمين نمودند که حدس زده مي شود ميلياردها کانديداي اسيدآمينويي براي شکل دادن حيات وجود داشتند. آنها براي شروع کار آمينواسيدهاي يافت شده از شهاب سنگ مورچيسون که سال 1348 خورشيدي در استراليا کشف شده بود را مبناي تحقيقات خود قرار دادند. عمر اين سنگ آسماني به اوايل تشکيل منظومه شمسي برمي گردد و عناصر يافت شده در دل آن مثالي مناسب از ترکيبات موجود منظومه شمسي در زماني قبل از آغاز حيات روي زمين است.
پژوهشگران بر اين باورند که زمين براي اولين بار در بيش از 3ميليارد سال قبل شاهد حضور دسته اي متشکل از 20 آمينواسيد در کنار يکديگر بود که منجر به توليد اولين پروتئين هاي شکل دهنده حيات در اين سياره شدند.
سپس دانشمندان از مدل سازي هاي کامپيوتري براي تخمين خواص اساسي 20 آمينواسيد سازنده حيات در زمين استفاده کردند تا با اندازه گيري مشخصاتي همچون اندازه، توانمندي ترکيب، آب دوستي (ميزان تمايل يک ماده نسبت به آب) معياري براي توانايي آمينواسيدها براي ترکيب و ساخت پروتئين هاي سازنده حيات پيدا کنند. نتايج بسيار هيجان انگيز بود. محققان دريافتند که وجود 20 آمينواسيد ساختاري در تمام اشکال حيات زميني به هيچ وجه تصادفي نبوده است. آنها متوجه شدند که بعيد به نظر مي رسد، شانس به تنهايي در چيدن اين جعبه ابزار توليد حيات در کنار هم و انتخاب آنها نقش داشته باشد. حال دانشمندان بايد مي رفتند سراغ يافتن پاسخ پرسشي جديد که اين 20 آمينواسيد چگونه انتخاب شدند تا زيبايي زندگي را به رخ زمين بنشانند.

? انتخاب طبيعي
 

محققان بر اين باورند که حيات روي زمين از نوعي انتخاب طبيعي براي برگزيدن 20 نوع آمينواسيد مخصوص استفاده کرده است. انتخاب طبيعي که براي تکامل شناسان واژه آشنايي است مي گويد که پيدايش گونه هاي مختلف حيات در روي زمين ناشي از عملکرد بهتر گونه اي نسبت به گونه اي ديگر و طبيعتا چيرگي آن گونه بر ساير همنوعان خود است.
نتيجه، سير تکاملي يک موجود تک سلولي به انساني بالغ و هوشمند است که خود اکنون در حال بازخواني شجره نامه خانوادگي خويش است. انتخاب طبيعي به زباني ديگر برتري يافتن يک گونه برگونه ديگر است که با توجه به ميزان تطبيق گونه پيروز با محيط زيست و شرايط دشوار آن تعريف مي شود. بر اساس اين تعريف، گونه اي که با شرايط محيطي خود سازگاري بيشتري دارد، مي تواند به حيات و توليد مثل خود ادامه داده، ازدياد نسل نمايد و با چيرگي بر ساير گونه هاي مشابه خود طبيعتا برگزيده شود.
درست مشابه همين بحث در آمينواسيد ها هم قابل طرح است. بر اساس همين تئوري بود که دانشمندان ترکيبات متنوعي از آمينواسيد ها را مورد مطالعه قرار دادند تا دريابند که چه عاملي باعث انتخاب طبيعي اين 20 آمينواسيد معروف شده است.
اما هيچ يک از ترکيبات مورد مطالعه به طور کامل کانديداي مناسبي براي توليد حيات از نوعي غير از گونه زميني شناخته نشد و تکثير و توليد هيچ ترکيب ديگري از آمينواسيدها به نتيجه نرسيد يا در صورت نتيجه دادن، ادامه پيدا نکرد و در جايي متوقف گرديد. بنابراين هنوز دانشمندان از پاسخ به اين پرسش که چگونه انتخاب طبيعي موجب برگزيده شدن اين 20 آمينواسيد شده است، عاجزند.دانش امروزي ما گواه اين مطلب است که آمينواسيدهايي غير از آن 20 نمونه خوش شانس نيز در برخي موارد توانسته اند سر از ساختاز ژني موجودات زنده درآورند.
ما همه اين موارد را در دسته ناهنجاري هاي ژنتيکي مثل جهش هاي ژني، نقص هاي مادرزادي و در کل بيماري يا مشکل دسته بندي مي کنيم. نتايج تحقيقات و مشاهدات عيني حکايت از آن دارد که طبيعت در انتخاب خود براي برگزيدن 20 آمينواسيد زندگي ساز شاهکاري مثال زدني کرده است که نتيجه آن ميليون ها گونه زيستي بزرگ و کوچک امروزي است. اما اين آمينواسيدهاي معجزه گر از کجا آمده اند؟

? اسيد هاي آمينه همراه شهاب سنگ ها به زمين آمده اند
 

امروزه مشاهدات و اکتشافات انجام شده در ساير اجرام سماوي جاي هيچ شکي باقي نگذاشته است که آمينواسيدها در جاهاي ديگري از منظومه شمسي غير از زمين نيز بوفور يافت مي شوند. اولين نشانه ها از شهاب سنگ هايي به دست آمد که گرفتار ميدان گرانشي زمين شده و بر سطح اين سياره سقوط کرده اند. ابتدا گمان بر اين بود که شايد يافته هاي فوق ناشي از رسوخ آمينواسيدهاي زميني به دل اين سنگ هاي آسماني بوده است.
اما خيلي زود و با کشف ساختار متفاوت اين آمينواسيدهاي کشف شده، اميد تازه اي در دل جويندگان موجودات فضايي کاشت. اين موضوع باعث شد تا دور تازه اي از پژوهش ها براي يافتن منابع جديد آمينواسيدها تعريف گردد و پروژه هاي تازه اي پر پرواز گيرند. بعد از آن بود که دانشمندان با مطالعه نمونه هاي جمع آوري شده توسط کاوشگر فضايي استارداست از غبار يک دنباله دار دريافتند که آمينواسيد ها گويا در منظومه شمسي پراکنده اند. اما تمام اين يافته ها فقط باعث شده است تا تعداد پرسش هاي پيش روي محققان سير صعودي گيرد. به راستي حيات روي زمين از کجا نشأت گرفته است؟ آيا مي توان انتظار داشت که روزي بتوانيم در سيارات ديگري زندگي پيدا کنيم؟ اگر پاسخ به اين پرسش مثبت است، حيات فرازميني چه شکلي است؟ دانشمندان بخصوص در حال بررسي اين موضوع هستند که چگونه ترکيب هاي گوناگوني از آمينواسيد ها باعث پيدايش گونه هاي مختلف حيات مي شود؟ و پرسش آخر اين که با ايجاد تغيير در ترکيبات گوناگون و توالي ترکيبي مجموعه هاي مختلف آمينواسيدي قادر به ايجاد چه تغييراتي در پروتئين هاي سازنده زندگي خواهيم بود؟ يافتن اين پاسخ ها مي تواند علاوه بر روشن ساختن يکي از اساسي ترين پرسش هاي بشري مبني بر چگونگي پيدايش حيات، عصر جديدي از فناوري هاي زيستي را نيز فراروي بشر کنجکاو قرار دهد
منبع:روزنامه جام جم
ارسال توسط کاربر محترم سايت : omidshiva