জীবনের উৎপত্তি: হট রকসের ফিশারস কিকস্টার্ট করা জৈব রসায়ন

জীবনের উৎপত্তি: হট রকসের ফিসারগুলি কীভাবে জৈব রসায়নকে কিকস্টার্ট করেছে

সময় স্ট্যাম্প: 5 এপ্রিল, 2024 3:17 অপরাহ্ন
জীবনের উৎপত্তি: হট রকগুলিতে ফিশারগুলি বায়োকেমিস্ট্রি প্লেটোব্লকচেন ডেটা বুদ্ধিমত্তাকে কিকস্টার্ট করেছে। উল্লম্ব অনুসন্ধান. আই.

জীবনের বিল্ডিং ব্লক কিভাবে উদ্ভূত হয়েছিল?

প্রশ্নটি দীর্ঘকাল ধরে বিজ্ঞানীদের বিরক্ত করেছে। প্রারম্ভিক পৃথিবী রাসায়নিক সমৃদ্ধ জলের পুল দিয়ে বিন্দুযুক্ত ছিল - একটি আদিম স্যুপ। তথাপি জীবনকে সমর্থনকারী জৈব অণুগুলি মিশ্রণ থেকে আবির্ভূত হয়েছিল, যা প্রথম কোষগুলির উপস্থিতির জন্য মঞ্চ স্থাপন করেছিল।

জীবন শুরু হয়েছিল যখন দুটি উপাদান গঠিত হয়েছিল। একটি ছিল আণবিক বাহক-যেমন, যেমন, ডিএনএ-যাতে এবং জেনেটিক ব্লুপ্রিন্টগুলিকে রিমিক্স করতে। অন্য উপাদানটি প্রোটিন, কাজের ঘোড়া এবং শরীরের কাঠামোগত উপাদান দিয়ে তৈরি ছিল।

উভয় জৈব অণু অত্যন্ত জটিল। মানুষের মধ্যে, ডিএনএ-তে চারটি ভিন্ন রাসায়নিক "অক্ষর" থাকে, যাকে বলা হয় নিউক্লিওটাইড, যেখানে প্রোটিন 20 ধরনের অ্যামিনো অ্যাসিড দিয়ে তৈরি। উপাদানগুলির স্বতন্ত্র কাঠামো রয়েছে এবং তাদের সৃষ্টির জন্য সামান্য ভিন্ন রসায়ন প্রয়োজন। চূড়ান্ত পণ্যগুলিকে ডিএনএ বা প্রোটিনে একত্রিত করার জন্য যথেষ্ট পরিমাণে হতে হবে।

বিজ্ঞানীরা অ্যাডিটিভ ব্যবহার করে ল্যাবের উপাদানগুলিকে বিশুদ্ধ করতে পারেন। কিন্তু এটি প্রশ্ন তোলে: প্রথম দিকে এটি কিভাবে ঘটেছিল?

উত্তরটি, মিউনিখের লুডভিগ ম্যাক্সিমিলিয়ান বিশ্ববিদ্যালয়ের গবেষক ড. ক্রিস্টফ মাস্ট পরামর্শ দিয়েছেন, আগ্নেয়গিরি বা ভূ-তাপীয় সিস্টেমের মতো শিলাগুলিতে ফাটল হতে পারে যা প্রাথমিক পৃথিবীতে প্রচুর ছিল। এটা সম্ভব যে ফাটল বরাবর তাপমাত্রার পার্থক্য প্রাকৃতিকভাবে বায়োমোলিকিউল উপাদানগুলিকে আলাদা করে এবং ঘনীভূত করে, যা জৈব অণুগুলিকে শুদ্ধ করার জন্য একটি নিষ্ক্রিয় ব্যবস্থা প্রদান করে।

ভূতত্ত্ব দ্বারা অনুপ্রাণিত হয়ে, দলটি প্রায় একটি ব্যাঙ্ক কার্ডের আকারের তাপ প্রবাহ চেম্বার তৈরি করেছে, প্রতিটিতে তাপমাত্রা গ্রেডিয়েন্ট সহ বিয়োগ ফ্র্যাকচার রয়েছে। যখন অ্যামিনো অ্যাসিড বা নিউক্লিওটাইডের মিশ্রণ দেওয়া হয় - একটি "প্রিবায়োটিক মিশ্রণ" - উপাদানগুলি সহজেই আলাদা হয়ে যায়।

আরও চেম্বার যোগ করা রাসায়নিকগুলিকে আরও ঘনীভূত করেছে, এমনকি যেগুলি গঠনে একই রকম ছিল। ফ্র্যাকচারের নেটওয়ার্ক অ্যামিনো অ্যাসিডগুলিকে বন্ধনে সক্ষম করে, একটি কার্যকরী প্রোটিন তৈরির দিকে প্রথম পদক্ষেপ।

"আন্তঃসংযুক্ত পাতলা ফ্র্যাকচার এবং ফাটলগুলির সিস্টেমগুলি...আগ্নেয়গিরি এবং ভূতাপীয় পরিবেশে সর্বব্যাপী বলে মনে করা হয়," লিখেছেন দলটি. প্রিবায়োটিক রাসায়নিক সমৃদ্ধ করার মাধ্যমে, এই ধরনের সিস্টেমগুলি "জীবনের প্রাকৃতিক উৎপত্তির গবেষণাগারের জন্য একটি স্থির চালিকা শক্তি প্রদান করতে পারে।"

মদ্যপান জীবন

প্রায় চার বিলিয়ন বছর আগে, পৃথিবী ছিল একটি প্রতিকূল পরিবেশ, উল্কাপিণ্ডের দ্বারা ধাক্কা খেয়েছিল এবং আগ্নেয়গিরির অগ্ন্যুৎপাতের সাথে ছড়িয়ে পড়েছিল। তবুও কোনোভাবে বিশৃঙ্খলার মধ্যে, রসায়ন প্রথম অ্যামিনো অ্যাসিড, নিউক্লিওটাইড, ফ্যাটি লিপিড এবং অন্যান্য বিল্ডিং ব্লক তৈরি করেছিল যা জীবনকে সমর্থন করে।

যে এই অণুগুলিতে অবদান রাখা রাসায়নিক প্রক্রিয়াগুলি বিতর্কের জন্য রয়েছে। কখন প্রতিটি এসেছে একটি ধাঁধাও। একটি "মুরগি বা ডিম" সমস্যার মতো, ডিএনএ এবং আরএনএ কোষে প্রোটিন তৈরির নির্দেশ দেয় - তবে উভয় জিনগত বাহকেরও প্রতিলিপি করার জন্য প্রোটিনের প্রয়োজন হয়।

একটি তত্ত্ব প্রস্তাব সালফিডিক আয়ন, যা অণু যা পৃথিবীর প্রথম দিকের হ্রদ এবং নদীগুলিতে প্রচুর ছিল, লিঙ্ক হতে পারে। আগ্নেয়গিরির অগ্ন্যুৎপাতের মধ্যে উত্পন্ন, একবার জলের পুলে দ্রবীভূত হলে তারা রাসায়নিক বিক্রিয়াকে দ্রুত করতে পারে যা প্রিবায়োটিক অণুকে আরএনএতে রূপান্তরিত করে। "আরএনএ ওয়ার্ল্ড" হাইপোথিসিসকে ডাব করা হয়েছে, ধারণাটি পরামর্শ দেয় যে আরএনএ ছিল প্রথম জৈব অণু যা পৃথিবীকে অনুগ্রহ করে কারণ এটি জেনেটিক তথ্য বহন করতে পারে এবং কিছু রাসায়নিক বিক্রিয়াকে দ্রুত করতে পারে।

আরেকটি ধারণা প্রথম দিকের পৃথিবীতে উল্কার প্রভাব একই সাথে নিউক্লিওটাইড, লিপিড এবং অ্যামিনো অ্যাসিড তৈরি করে, এমন একটি প্রক্রিয়ার মাধ্যমে যার মধ্যে দুটি প্রচুর রাসায়নিক রয়েছে - একটি উল্কা থেকে এবং অন্যটি পৃথিবী থেকে - এবং একটি ড্যাশ ইউভি আলো।

কিন্তু একটি সমস্যা আছে: বিল্ডিং ব্লকের প্রতিটি সেটের জন্য আলাদা রাসায়নিক বিক্রিয়া প্রয়োজন। গঠন বা রসায়নের সামান্য পার্থক্যের উপর নির্ভর করে, এটি সম্ভব যে একটি ভৌগলিক অবস্থান এক ধরণের প্রিবায়োটিক অণুর উপর অন্যটির দিকে ঝুঁকে থাকতে পারে।

কিভাবে? নতুন গবেষণা, প্রকাশিত প্রকৃতি, একটি উত্তর প্রদান করে।

টানেল নেটওয়ার্ক

প্রারম্ভিক পৃথিবীর অনুকরণ করা ল্যাব পরীক্ষাগুলি সাধারণত ভাল-সংজ্ঞায়িত উপাদানগুলির সাথে শুরু হয় যা ইতিমধ্যে শুদ্ধ করা হয়েছে। বিজ্ঞানীরা মধ্যবর্তী পার্শ্ব-পণ্যগুলিও পরিষ্কার করেন, বিশেষ করে একাধিক রাসায়নিক প্রতিক্রিয়া পদক্ষেপের জন্য।

প্রক্রিয়াটি প্রায়শই "কাঙ্খিত পণ্যের অদৃশ্য হয়ে যাওয়া ছোট ঘনত্ব" বা এর সৃষ্টি এমনকি সম্পূর্ণরূপে বাধাগ্রস্ত হতে পারে, দলটি লিখেছেন। প্রতিক্রিয়াগুলির জন্য একাধিক স্থানিকভাবে পৃথক কক্ষের প্রয়োজন হয়, যা পৃথিবীর প্রাকৃতিক পরিবেশের সাথে খুব কমই সাদৃশ্যপূর্ণ।

নতুন গবেষণাটি ভূতত্ত্ব থেকে অনুপ্রেরণা নিয়েছিল। প্রথম দিকের পৃথিবীতে আগ্নেয়গিরি এবং ভূতাপীয় সিস্টেমের বিভিন্ন শিলাগুলিতে পাওয়া জল-ভরা ফাটলের জটিল নেটওয়ার্ক ছিল। অত্যধিক উত্তপ্ত শিলা দ্বারা উত্পন্ন ফাটলগুলি প্রাকৃতিক "স্ট্র" তৈরি করে যা সম্ভাব্যভাবে তাপ গ্রেডিয়েন্ট ব্যবহার করে অণুর একটি জটিল মিশ্রণ ফিল্টার করতে পারে।

প্রতিটি অণু তার আকার এবং বৈদ্যুতিক চার্জের উপর ভিত্তি করে একটি পছন্দের তাপমাত্রার পক্ষে। যখন বিভিন্ন তাপমাত্রার সংস্পর্শে আসে, তখন এটি স্বাভাবিকভাবেই তার আদর্শ বাছাইয়ের দিকে চলে যায়। থার্মোফোরেসিস বলা হয়, প্রক্রিয়াটি উপাদানগুলির একটি স্যুপকে এক ধাপে একাধিক স্বতন্ত্র স্তরে আলাদা করে।

দলটি তাপ প্রবাহের চেম্বার ব্যবহার করে একটি একক পাতলা শিলা ফাটলের অনুকরণ করেছে। মোটামুটিভাবে একটি ব্যাঙ্ক কার্ডের আকারের, চেম্বারে 170 মাইক্রোমিটার জুড়ে ছোট ফাটল ছিল, প্রায় একটি মানুষের চুলের প্রস্থ। একটি তাপমাত্রার গ্রেডিয়েন্ট তৈরি করতে, চেম্বারের একপাশ 104 ডিগ্রি ফারেনহাইট এবং অন্য প্রান্তটি 77 ডিগ্রি ফারেনহাইটে ঠাণ্ডা করা হয়েছিল।

একটি প্রথম পরীক্ষায়, দলটি প্রিবায়োটিক যৌগগুলির একটি মিশ্রণ যোগ করে যা অ্যামিনো অ্যাসিড এবং ডিএনএ নিউক্লিওটাইডগুলিকে চেম্বারে অন্তর্ভুক্ত করে। 18 ঘন্টা পরে, উপাদানগুলি টিরামিসুর মতো স্তরে বিভক্ত হয়ে যায়। উদাহরণস্বরূপ, গ্লাইসিন—অ্যামিনো অ্যাসিডগুলির মধ্যে সবচেয়ে ছোট—উপরের দিকে ঘনীভূত হয়েছে, যেখানে উচ্চতর থার্মোফোরটিক শক্তি সহ অন্যান্য অ্যামিনো অ্যাসিড নীচে আটকে আছে। একইভাবে, ডিএনএ অক্ষর এবং অন্যান্য জীবন ধারণকারী রাসায়নিকগুলিও ফাটলে আলাদা হয়ে যায়, কিছু 45 শতাংশ পর্যন্ত সমৃদ্ধ হয়।

যদিও প্রতিশ্রুতিশীল, সিস্টেমটি প্রথম দিকের পৃথিবীর সাথে সাদৃশ্যপূর্ণ ছিল না, যার আকারে বিভিন্ন ধরনের আন্তঃসংযুক্ত ফাটল ছিল। প্রাকৃতিক অবস্থার আরও ভাল অনুকরণ করার জন্য, দলটি পরবর্তীতে তিনটি চেম্বার তৈরি করে, প্রথমটি অন্য দুটিতে বিভক্ত। এটি একটি একক চেম্বারের চেয়ে প্রিবায়োটিক রাসায়নিক সমৃদ্ধ করার ক্ষেত্রে প্রায় 23 গুণ বেশি দক্ষ ছিল।

একটি কম্পিউটার সিমুলেশন ব্যবহার করে, দলটি প্রিবায়োটিক রাসায়নিকের বাস্তবসম্মত প্রবাহ হার ব্যবহার করে 20-বাই-20 ইন্টারলিঙ্কড চেম্বার সিস্টেমের আচরণের মডেল তৈরি করে। চেম্বারগুলি আরও সমৃদ্ধ করে ব্রুকে, গ্লাইসিন অন্য অ্যামিনো অ্যাসিডের তুলনায় 2,000 গুণ বেশি সমৃদ্ধ করে।

রাসায়নিক বিক্রিয়ার

ক্লিনার উপাদানগুলি জটিল অণু গঠনের জন্য একটি দুর্দান্ত শুরু। কিন্তু প্রচুর রাসায়নিক বিক্রিয়ায় অতিরিক্ত রাসায়নিকের প্রয়োজন হয়, যাকেও সমৃদ্ধ করতে হবে। এখানে, দল দুটি গ্লাইসিন অণু একসাথে সেলাই করে একটি বিক্রিয়ায় শূন্য করে।

হৃৎপিণ্ডে ট্রাইমেটাফসফেট (টিএমপি), যা প্রতিক্রিয়া নির্দেশ করতে সাহায্য করে। টিএমপি প্রিবায়োটিক রসায়নের জন্য বিশেষভাবে আকর্ষণীয়, এবং এটি পৃথিবীর প্রথম দিকে দুর্লভ ছিল, দলটি ব্যাখ্যা করেছে, যা "এর নির্বাচনী সমৃদ্ধকরণকে সমালোচনামূলক করে তোলে।" অন্যান্য রাসায়নিকের সাথে মিশ্রিত করার সময় একটি একক চেম্বার TMP মাত্রা বৃদ্ধি করে।

একটি কম্পিউটার সিমুলেশন ব্যবহার করে, একটি টিএমপি এবং গ্লাইসিন মিশ্রণ চূড়ান্ত পণ্য - একটি দ্বিগুণ গ্লাইসিন - মাত্রার পাঁচটি আদেশ দ্বারা বৃদ্ধি করেছে।

"এই ফলাফলগুলি দেখায় যে অন্যথায় চ্যালেঞ্জিং প্রিবায়োটিক প্রতিক্রিয়াগুলি ব্যাপকভাবে বৃদ্ধি পায়" তাপ প্রবাহের সাথে যা বেছে বেছে বিভিন্ন অঞ্চলে রাসায়নিক সমৃদ্ধ করে, দল লিখেছিল।

সব মিলিয়ে, তারা 50 টিরও বেশি প্রিবায়োটিক অণু পরীক্ষা করে দেখেছে যে ফ্র্যাকচারগুলি সহজেই তাদের আলাদা করেছে। যেহেতু প্রতিটি ফাটল অণুর ভিন্ন মিশ্রণ থাকতে পারে, এটি একাধিক জীবন-টেকসই বিল্ডিং ব্লকের উত্থান ব্যাখ্যা করতে পারে।

তবুও, কীভাবে জীবনের বিল্ডিং ব্লকগুলি জীব গঠনের জন্য একত্রিত হয়েছিল তা রহস্যময় রয়ে গেছে। তাপ প্রবাহ এবং শিলার ফাটল সম্ভবত ধাঁধার একটি অংশ। এই বিশুদ্ধ প্রিবায়োটিকগুলি একটি কোষ গঠনের জন্য সংযুক্ত হয় কিনা, এবং কীভাবে তা দেখতে চূড়ান্ত পরীক্ষা হবে।

ইমেজ ক্রেডিট: Christof B. Mast

সময় স্ট্যাম্প:

থেকে আরো এককতা হাব