تبلیغات
علم کیمیا - مطالعه دانشمندان درباره شکل گیری حیات سلولی ابتدایی و اولیه بر طبق مدل های شیمیایی
جمعه 12 آبان 1391  07:19 ب.ظ    ویرایش: چهارشنبه 8 آذر 1391 11:53 ق.ظ
توسط: ک ی

پژوهشگران در دانشگاه ایالت پن،مدلی شیمیایی ارایه کردند که یک گام ممکن درشکل گیری حیات سلولی روی زمین را در 4 بیلیون سال پیش شبیه سازی می کند.با استفاده از ماکرومولکول های بزرگ که پلیمر نامیده می شوند،دانشمندان نخستین ساختار سلول مانند را تشکیل دادند که  RNA  -کد ژنتیکی که تصور می شود قبل از ظهور DNA  بر روی زمین بوده-در آنها تزریق شده بود ونشان دادند که چگونه مولکول ها تحت شرایطی که در زمین اولیه حضور داشتند،واکنش های شیمیایی را انجام می دادند.مجله Nature Chemistry  این پژوهش را به عنوان نشریه آنلاین در 14 اکتبر پست کرد.

در زیست شناسی پیشرفته،تمام زندگی،به جز بعضی از ویروس ها،از DNA  به عنوان مکانیسم ذخیره ژنتیکش استفاده می کند،بر اساس فرضیه " RNA-World " ،اول RNA  بر روی زمین به وجود آمده است،که هم به عنوان ماده ذخیره کننده ژنتیک و هم به عنوان مولکول های واکنش دهنده برای کاتالیز کردن واکنش های شیمیایی به کار می رفته است،سپس DNA  و پروتئین ها  ،بعد ها نمو و تکامل پیدا کردند.برخلاف DNA ، RNA  می تواند تعداد زیادی ساختار مولکولی را بپذیرد و بنابراین ،در سطح مولکولی به طور قابل توجهی،تعاملی است.در مقاله پژوهش،دو پروفسور شیمی،Christine Keating و Philip Bevilacqua به همراه دو دانشجوی فارغ التحصیل ، Christopher Strulson و Rosalynn Molden ،یکی از رازهای آزار دهنده فرضیه "جهان RNA " را کاوش کردند.

"قطعه گمشده از پازل "جهان RNA " ،در واقع بخش بخش شدن یا همان Compartmentalization است." این را Bevilacqua گفت."این کافی نیست که فقط مولکول های ضروری که RNA را در حالت شناور می سازند،در اختیار داشته باشیم،آن ها لازم است تا بخش بخش بشوند وهمچنین لازم است تا در کنار هم باقی بمانند بدون این که به اطراف و نقاط دورتر منتشر شوند.این بسته بندی لازم است تا در فضایی کوچک و کافی اتفاق بیفتد-چیزی شبیه به سلول مدرن- زیرا یک حقیقت ساده شیمی این است که مولکول ها یکدیگر را پیدا کنند برای این که واکنش های شیمیایی اتفاق بیفتند."

برای تست کردن این که چگونه ساختارهای سلول مانند اولیه تشکیل شده اند و برای بخش بخش کردن مولکول های RNA فعالیت کرده اند،حتی در غیاب مولکول های لیپیدمانند که غشای سلول های مدرن را می سازند، Strulson و Molden ،مدل "سلول هایی" ساده و غیرزنده را در آزمایشگاه تولید کردند. "تیم ما،بخش هایی که محلول های دو نوع پلیمر-که polyethylene glycol (PEG) و dextran نامیده می شوند - را استفاده می کردند ،تهیه کردند." این را keating توضیح می دهد. "این محلول ها ،بخش های آبی غنی از پلیمر به صورت متمایز و واضح تشکیل می دهند که در آن ها مولکول ها مثل RNA می توانند در یک محل،متمرکز شوند."

اعضای تیم یافتند که وقتی یک بار RNA به داخل محفظه غنی از دکستران،به صورت فشرده بسته بندی وفرستاده شد،مولکول ها قادر خواهند بود به صورت فیزیکی به یکدیگر بپیوندند و واکنش های شیمیایی را به وجود آورند." جالبتر این که،هرچقدر که RNA فشرده تر بسته بندی شده باشد،واکنش های شیمیایی سریعتر اتفاق می افتند." این را Bevilacqua توضیح می دهد.او همچنین می افزاید: "ما متوجه افزایشی در سرعت نسبی واکنش های شیمیایی نزدیک به 70 برابر شدیم.مهمتر از همه این که،ما نشان دادیم که برای این که RNA این کار را انجام دهد-واکنش شیمیایی انجام دهد-باید به چیز محکم و سختی مثل سلول بخش بخش بشود.آزمایشات ما با سیستم های آبی دارای دو فاز (ATPS) ،نشان داده است که بعضی از مکانیسم های بخش بخش شدن ممکن است باعث به وجود آمدن کاتالیزها وتجزیه ها در محیط های نخستین و اولیه زمین بوده باشند."

Keating افزود که ،اگرچه اعضای تیم پیشنهاد نمی کنند که PEG و دکستران ،پلیمر های مخصوصی باشند که روی زمین اولیه وجود داشتند،یک سرنخ از یک مسیر قابل قبول منتهی به بخش بخش شدن-جداسازی فازها- ارایه کردند. "جداسازی فاز ها،زمانی اتفاق می افتد که انواع مختلف از پلیمر ها با غلظت های نسبتا بالا در محلول وجود داشته باشند.به جای مخلوط شدن،نمونه جدا می شود تا دو مایع متمایز و جدا از هم تشکیل دهد،مشابه وقتی که آب و روغن از هم جدا می شوند." این را keating توضیح داد.او همچنین افزود: " بخش های فازآبی که ما با پلیمر های PEG و دکستران تولید کردیم،می توانند واکنش های بیوشیمیایی را با افزایش غلظت واکنش دهنده ها،هدایت کنند.بنابراین،این امکان دارد که برخی از انواع دیگر پلیمرها،مولکول هایی بوده باشند که واکنش "بخش بخش شدن " را بر روی زمین اولیه هدایت می کردند." Strulson اضافه کرد که "علاوه بر فرضیه ی "جهان RNA " ،این نتایج ممکن است به تمرکز RNA در نقطه به خصوصی و عملکرد آن در بخش های غیر غشا در زیست مدرن نیز،مربوط باشند."

اعضای تیم همچنین یافتند که هرچه زنجیره RNA طولانی تر باشد،به صورت فشرده تری در قسمت دارای دکستران سیستم های ATPS بسته بندی می شود،درحالی که زنجیره های کوتاه تر،تمایل به خارج شدن از این قسمت ها را دارند."ما فرض کردیم که نتیجه این تحقیق ممکن است اشاره ای باشد به بعضی از انواع روش های مرتب سازی ابتدایی و اولیه" این را Bavilacqua گفت.او همچنین افزود: " همین طور که RNA کوتاه تر می شود،تمایلش به فعالیت های آنزیمی،کمتر می شود.بنابراین،در سیستم زمین اولیه، که مشابه با مدل دکستران-PEG ما می باشد،یک RNA بسیار طویل و با عملکرد بالا،دریک فاز طبقه بندی و متمرکز می شود،در حالی که RNA کوتاه تر،که نه تنها عملکرد کمتری دارد،بلکه واکنش های مهم شیمیایی را تهدید به مانع انجام شدنشان می کند،قرار داده نمی شود."

دانشمندان،امید دارند که بررسی هایشان را توسط تست کردن روش مدل سلولیشان با پلیمرهای دیگر ادامه دهند. Keating افزود: " ما علاقه مندیم به بررسی بخش بخش شدن سیستم های پلیمری که بیشتر رابطه دارند با سیستم هایی که در زمین اولیه حضور داشتند، و همچنین سیستم هایی که ممکن است در سلول های زیستی هم زمان با آن ها ،حضور داشتند،جایی که بخش بخش شدن RNA ،برای طیف وسیعی از فرآیند ها و پردازش های سلولی،مهم باقی می ماند."

بودجه این تحقیق از طرف بنیاد ملی علوم داده شده بود.

  

                

رشته های RNA با رنگ آبی و RNA های آنزیمی با رنگ قرمز در قطره های کوچک دکستران به سمت یکدیگر جذب شده اند.دانشمندان ایالت پن،نشان دادند که این بخش بخش شدن،به کاتالیز و تجزیه واکنش های شیمیایی کمک می کند.

 

منبع: http://live.psu.edu/story/61970

   


نظرات()  
hack clash royale
دوشنبه 8 آبان 1396 09:49 ب.ظ
هی من متوجه شدم این نوع از موضوع نیست، اما من مجبور بودم بپرسم.
آیا یک وبلاگ به خوبی ایجاد شده از جمله شما بسیار کار می کند
از کار؟ من برای نوشتن یک وبلاگ کاملا جدید هستم، اما در دفترچه خاطراتم نوشته ام
روزانه. من می خواهم بلافاصله یک وبلاگ بنویسم تا بتوانم به اشتراک بگذارم
تجربه و دیدگاه های خود را آنلاین. لطفا اجازه دهید من را بشناسم
اگر شما هر گونه ایده یا راهنمایی برای مهاجرت جدید دارید
صاحبان وبلاگ قدردانی آن
real psychic readings
دوشنبه 8 آبان 1396 11:12 ق.ظ
همیشه برای خواندن مطالب کوچکتر که آنها را نیز پاک می کنند، استفاده می شود
انگیزه، و این نیز اتفاق می افتد با این پست که من در اینجا خواندن.
real psychics
شنبه 15 مهر 1396 03:39 ب.ظ
پس از رفتن به چند مقاله وبلاگ در وبلاگ خود، من واقعا از تکنیک وبلاگ نویسی شما قدردانی می کنم.
من کتاب آن را به لیست نشانه سایت من مشخص کرده ام و در آینده نزدیک بررسی خواهم کرد.
لطفا وب سایت من را بررسی کنید و اجازه دهید نظر شما را بپذیرم.
Alejandro
دوشنبه 9 مرداد 1396 09:14 ب.ظ
Howdy! I understand this is kind of off-topic but I had to ask.
Does running a well-established website such as yours require a massive amount work?
I'm completely new to running a blog but I do write in my diary everyday.
I'd like to start a blog so I will be able to share my own experience and thoughts online.
Please let me know if you have any recommendations or tips for brand new aspiring
blog owners. Appreciate it!
vitamin c foot pain
چهارشنبه 7 تیر 1396 04:43 ب.ظ
Because the admin of this site is working, no doubt very shortly it will be famous, due to its quality contents.
vitamin c foot pain
سه شنبه 6 تیر 1396 01:01 ق.ظ
You can definitely see your skills within the work you write.

The world hopes for even more passionate writers such as you
who are not afraid to mention how they believe. All the time go
after your heart.
anonymous std testing
دوشنبه 5 تیر 1396 03:23 ب.ظ
core از خود نوشتن در حالی که صدایی دلنشین در آغاز آیا واقعا
کار خوب با من پس از برخی از زمان.

جایی درون جملات شما در واقع قادر به من مؤمن اما تنها برای while.

من با این حال مشکل خود را با
جهش در مفروضات و یک خواهد را سادگی به کمک پر
کسانی که معافیت. در این رویداد شما در واقع
که می توانید انجام من می قطعا تا پایان در گم.
https://andriacaristo.wordpress.com/category/achilles-tendon/
دوشنبه 5 تیر 1396 12:31 ب.ظ
For the reason that the admin of this website is working, no hesitation very rapidly it
will be renowned, due to its feature contents.
Genie
دوشنبه 25 اردیبهشت 1396 07:01 ق.ظ
Good day I am so delighted I found your website, I really found you by error, while
I was researching on Bing for something else, Anyways I am here
now and would just like to say cheers for a marvelous post and
a all round interesting blog (I also love the theme/design),
I don't have time to go through it all at the moment but I have saved it and also added in your RSS feeds, so
when I have time I will be back to read a lot more, Please do
keep up the great work.
https://maudemlenar.wordpress.com/
چهارشنبه 20 اردیبهشت 1396 09:47 ب.ظ
We are a gaggle of volunteers and opening a new scheme in our community.
Your web site offered us with useful information to
work on. You have performed a formidable process and
our whole group will likely be thankful to you.
BHW
دوشنبه 28 فروردین 1396 09:47 ق.ظ
Hello, I enjoy reading all of your article post.

I wanted to write a little comment to support you.
BHW
شنبه 19 فروردین 1396 12:31 ب.ظ
Its not my first time to go to see this web site, i
am browsing this web page dailly and take fastidious facts from here
all the time.
 
لبخندناراحتچشمک
نیشخندبغلسوال
قلبخجالتزبان
ماچتعجبعصبانی
عینکشیطانگریه
خندهقهقههخداحافظ
سبزقهرهورا
دستگلتفکر

علم کیمیا

دانش شیمی محض