کوانتوم مکانیک‌🕊

‌‌📌چرخش جدیدی در داستان شروع زندگی پیدا شد
توسط امیلی سینگر
قسمت دوم

• سه دهه بعد، آخرین تحقیقات جویس Joyce نشان داد که شاید حیات پس از این تشکیل شده باشد. جویس که اکنون در موسسه تحقیقاتی اسکریپس در لا جولا، کالیفرنیا مشغول به کار است و جاناتان اسچپانسکی، محقق فوق دکترا، یک آنزیم RNA - ماده ای که از RNA کپی می کند - ایجاد کردند که می تواند در سوپی از بلوک های سازنده چپ و راست کار کند. و می تواند مکانیسمی بالقوه برای توضیح چگونگی تکامل برخی از اولین مولکول های بیولوژیکی در جهانی متقارن را ارائه می دهد.
آزمایش جدید که در شماره 20 نوامبر مجله Nature منتشر شد، که مبحث چگونگی پیدایش حیات رت دوباره باز می کند. نیلز لمن، بیوشیمیدان دانشگاه ایالتی پورتلند در اورگان که در این مطالعه شرکت نداشت، گفت: «آنها واقعاً قلمرو جدیدی را از مسیر های احتمالی کشف کرده اند .

حتی جالب‌تر از آن، آنزیم جویس و اسچپانسکی متفاوت از سایر مولکول‌های کپی‌کننده RNA عمل می‌کند، کشفی که ممکن است پیامدهای عمیقی برای چگونگی پیدایش حیات داشته باشد. این آنزیم بسیار کارآمدتر و انعطاف‌پذیرتر از سایر آنزیم‌های مبتنی بر RNA است که تا به امروز توسعه یافته‌اند، و ممکن است کلید هدف نهایی جویس یعنی مدلسازی حیات از ابتدا را فراهم کند.‌‌

🔺تَرَکی در آینه

لویی پاستور، شیمی دان مشهور قرن نوزدهم فرانسوی، اولین کسی بود که دست سانی handness شیمیایی یا "کایرالیته chirality " را توصیف کرد. او از این واقعیت شگفت زده بود که کریستال‌های مشتق شده شده از تفاله شراب ( در تفاله شراب ذرات شفاف معلقی وجود دارد که dreg crystal نام دارد) ، نور را در جهت خاصی می‌پیچاند، اما کریستال های مشابهی که در آزمایشگاه ایجاد می شوند اینطور نیستند . او با بررسی کریستال‌ها زیر میکروسکوپ متوجه شد که این ماده شیمیایی مصنوعی به دو شکل آینه‌ای است که اثر قطبش را خنثی می‌کند. کریستالی که از شراب به دست می‌آید فقط یکی داشت.

دانشمندان بعداً دریافتند که این گرایش کل دنیای زنده را در بر می گیرد. فرآیندهای شیمیایی مصنوعی مولکول های چپ دست و راست دست تولید می کنند. اما وقتی طبیعت یک مولکول می سازد، محصول یا چپ دست است یا راست دست.

به عنوان مثال، تمام آمینو اسیدهایی که برای ساختن پروتئین ها استفاده می شوند، نور را به سمت چپ می پیچانند.
در واقع، کایرالیته جزء ضروری بیوشیمی است.

«دونا بلکموند» ، مهندس شیمی در اسکریپس و یکی از همکاران جویس می‌گوید: «این نوعی توانایی تشخیص مولکولی را فراهم می‌کند. کایرالیته یک مولکول بر نحوه تعامل آن با سایر اجزای سلول تأثیر می گذارد. قفل های مولکولی را فقط می توان با یک کلید با دست درست باز کرد.»

'برخی از دانشمندان به آسمان نگاه می کنند تا توضیح دهند که چگونه این سوگیری بیولوژیکی برای اولین بار به وجود آمد. برخی از شهاب‌سنگ‌ها غلبه جزئی اسیدهای آمینه چپ‌دست، در بلوک‌های سازنده پروتئین‌ها را نشان می‌دهند، و ممکن است بیانگر این باشد که این نفوذ از فضای بیرونی بوده است.
یک روایت از « منشأ کیهانی جایگزین » پیشنهاد می‌کند که نور قطبی شده که از یک ابرنواختر می‌آید، یک سوگیری و گرایش ایجاد می‌کند. علاوه بر این، واپاشی های رادیواکتیو الکترون هایی تولید می کنند که احتمال چپ دست بودن کمی بیشتر است. چنین الکترون هایی که بر سطح زمین می بارند ممکن است شیمی اولیه در ابتدای حیات را تغییر داده باشند.'

با این حال، بیشتر زیست شناسان و شیمی دانان نسبت به چنین نظریه های اخترفیزیکی تردید دارند. گرایشی که آنها ایجاد می کنند بسیار جزئی است. مارسلو گلایزر، فیزیکدان نظری در کالج دارتموث، بیان داشت که : این نظریه‌ها «اتحادی زیبا بین حیات و غیر حیات» ایجاد می‌کنند. اما مشکل اینجاست که این تعاملات بسیار ضعیف و کوتاه مدت هستند. به گفته جویس، تأثیر این نیروهای فیزیکی در سر و صدای واکنش های شیمیایی از بین می رود.

بیوشیمی دانان تمایل به پیشنهاد جایگزین دارند، مبنی بر اینکه وقوع تصادفات در شیمی پری بیوتیک باعث ایجاد یک عدم تعادل اولیه می شود. شاید مقدار کمی از نوکلئوتیدهای راست دست در یک استخر کم عمق یا لوله آزمایش پری بیوتیک دیگر به دام افتاده و تقویت شده باشد. سرانجام این سوی-گزینی به نقطه اوج رسید و آینه شیمیایی را شکست و زمینه را برای ظهور حیات فراهم کرد. بلکموند کار گسترده‌ای انجام داده است که نشان می‌دهد چگونه می‌توان یک عدم تقارن کوچک را با استفاده از ابزارهای فیزیکی و شیمیایی کاملاً به یک نامتقارن تقریباً کامل تبدیل کرد.‌‌

🆔 @phys_Q

👍1

1.02K viewsedited 14:53