الملخص:

استخدم العلماء نماذج للببتيد من المحاكاة الحاسوبية المتكونة من 12 من الأحماض الأمينية وفحصها في المختبر ، حيث يحتوي هذا الببتيد على العديد من الميزات الرائعة والمتفردة.

♦كيف نشأت الحياة على الأرض؟

توصل باحثو روتجرز إلى أن من أوائل الأدلة وربما الدليل الوحيد القاطع على نشأة الحياة على الأرض هي البروتينات المحفزة البسيطة المهمة لبناء الخلايا  ، والتي من المتوقع أن تكون موجودة عند بداية حقبة الحياة . وقد نُشرت دراسة  الببتيد البدائي أو البروتين الصغير في مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية .

افترض الكيميائي غونتر فيسترسهاوسر في أواخر الثمانينيات وبداية التسعينيات ، أن الحياة بدأت في المحيطات وذلك على الصخور المحتوية على عنصري الحديد والكبريت ، وتوقع واكرشوسر وباحثون آخرون أن الببتيدات البدائية تربط بين المعادن وتعمل كمحفزات للكيمياء التي ساهمت في بداية الحياة ، وفقاً لدراسة المؤلف المشارك فيكاس ناندا ، الأستاذ المشارك في كلية روتجرز روبرت وود جونسون الطبية .

يتكون الحمض النووي البشري من الجينات التي تشفر البروتينات حيث تتكون من سلسلة من مئات الالاف من الأحماض الأمينية و هذه البروتينات المعقدة تعد من أهم الجزيئات التي تحويها الكائنات الحية ، وتتكون على مدى بلايين السنين ، وربما كان تشكيل البروتينات أبسط من ذلك بكثير عند بداية  الحياة على الأرض ،  سلسلة من 10 إلى 20  من الأحماض الأمينية ، وقد اكتشف علماء روتجرز باستخدام محاكاة  الحاسوبية الببتيدات البدائية ووظائفها الكيميائية المحتملة ، وفقاً لناندا .

استخدم العلماء نماذج للببتيد من المحاكاة الحاسوبية المتكونة من 12 من الأحماض الأمينية وفحصها في المختبر ، حيث يحتوي هذا الببتيد على العديد من الميزات الرائعة والمتفردة ؛ فهو يحتوي على نوعين فقط من الأحماض الأمينية (بدلاً من الأحماض الأمينية المقدرة بـ 20 والتي تجمع ملايين البروتينات المختلفة اللازمة لوظائف الجسم المحددة) ، وهي صغيرة جداً ويمكن أن تظهر بشكل عفوي على الأرض البدائية في الظروف المناسبة . إن الكتلة المعدنية في نواة الببتيد تشبه بنية وكيمائية المعادن (الحديد والكبريت) والتي كانت متوفرة بكثرة في مياه محيطات الأرض البدائية ، كما يمكن للبتيدات شحن الإلكترونات وتفريغها بشكل متكرر دون أن تتفكك ، وفقاً لناندا عضو هيئة تدريس مقيم في مركز التكنولوجيا المتقدمة والطب .

وذكر البروفيسور بول جيه فولكوسكي مدير مختبر الفيزياء الحيوية البيئية وعلم الأحياء الجزيئي في روتجرز: ” أن بروتينات حديثة تسمى الفيرودوكسين تعمل على ذلك حيث تتدفق الإلكترونات حول الخلية لتحفيز عملية الأيض ” .  وأضاف : ” أن الببتيد البدائي الذي أجرينا الدراسة عليه ربما عمل على ذلك عند بداية حقبة الحياة “. فالكوسكي هو الباحث الرئيسي في مشروع انجيميا والمموّل من وكالة ناسا والذي يديره علماء روتجرز ، حيث يهدف إلى فهم مراحل تطور محفزات البروتين عندما بدأت حقبة الحياة. يدير ناندا فريقاً يعمل على تفجير طاقات الببتيد البدائي الكامنة ويطور جزيئات أخرى ربما لعبت دوراً هاماً في بداية الحياة على الأرض .

اكتشف العلماء باستخدام نماذج المحاكاة  ” لغوس الحياة ” ، وهي أربعة تراكيب كيميائية أساسية يمكن تجميعها معاً لبناء بروتينات جمة داخل كل كائن حي ، بعد تحطيم وتحليل ما يقرب من 10000 من البروتينات لفهم الأجزاء المكونة لها . وقد يكون الببتيد البدائي الصغير باكورة ” لغوس الحياة ” و ذلك مكّن العلماء حالياً من إجراء تجارب حول مساهمة هذه الببتيدات في معرفة التفاعلات الكيمائية المبكرة التي أدت لظهور الحياة على الأرض.

ترجمة : زينب الكاف .

تويتر : @zainab_alkaff

مراجعة : أسامة أحمد خوجلي .

تويتر : @okroos_

المصدر : Phys.org – News and Articles on Science and Technology