اكتشف العلماء بروتينات ذاتية التضاعف، والتي لها دور في تكوين الحياة على الأرض

منذ ما يقرب من 4 مليار سنة، تحولت مجموعة متنوعة من المركبات العضوية المُعقدة من كَونها مُجرد عناصر كربونية إلى مركبات حيوية، والتي كَونت البروتينات فيما بعد. اكتُشِفَت بروتينات تسمى amyloid، وما يجعل الأميلويد مُنتشر هو احتوائه على ما يُسمى β fold -وهي منطقة في شريط البروتين تتكون عندما تتحد مجموعة الكربونيل مع amide “أميد” وتكون مع الرابطة شكلًا فراغيًا- وهذا يجعله في صوره مطوية في شكل يسمح بنسخ الكثير من هذا البروتين.

 

حيث اكتُشِف أن خيوط amyloid صغيرة يمكن أن تُحفز اختيار الأحماض الأمينية التي تكون خيوط amyloid جديدة. وهذا يسمح لها بالالتصاق في بِنية طويلة ورفيعة تُدعى fibrils، ربما تكون لها دور فيما يتعلق بمرض الزهايمر حيث يتكون بيتا أميلويد في الدماغ ويؤدي إلى انحلال الأنسجة العصبية.

 

قبل عامين فقط، وجد فريق ETH أن الببتيدات -وهي الروابط المكونة للبروتين- يمكن أن تُشكل بشكل تلقائي هياكل أميلويد في وجود carbonyl sulphide “كبريتيد الكربونيل”، مما دفع العلماء للتساؤل عما إذا كان تشكيلها المُحتمل على الأرض قديمًا قد لعب دورًا في مساعدة المركبات العضوية الأخرى على التجمع قبل ظهور الخلايا.

 

أراد العلماء معرفة إذا كان وجود الأميلويد يؤثر في السلاسل الببتيدية الأخرى، لذلك صمم فريق بحثي تسلسلات من الأميلويد لتكون بمثابة مكافئًا لDNA primer sequence، وخُلِطَت مع كميات مختارة من الأحماض الأمينية الأخرى وعدد قليل من المواد الكيميائية المساعدة. من خلال مقارنة تسلسلات الببتيد المُختلطة مع تلك التي تفتقر إلى أميلويد، وجد الباحثون أن هناك علامات كبيرة لظهور الأميلويد.

 

السؤال هنا: هل أبسط أشكال الحياة كانت نتيجة لتضاعف خيوط الحمض النووي أم تضاعف جزيئات البروتينات؟ الإجابة: نتيجة لتضاعف خيوط الحمض النووي. حيث يُشير مؤيدو فرضية “RNA world” إلى الخواص الفيزيائية للحمض النووي RNA للعمل كمُحفز أصلي، وبناء تسلسلات نيوكليوتيد أفضل، وذلك باستخدام أجهزة RNA حتى يمكن استخدام الأحماض الأمينية في وقت لاحق.

 

نحن نعلم أن القواعد الشبيهة بالـRNA كانت موجودة قبل حوالي 4 بليون سنة، ولكن كانت هناك تساؤلات حول توفر العناصر الأساسية اللازمة لبناء الجزيئات.

جزيئات البروتين التي تتضاعف ذاتيًا تقوم بتمهيد الطريق لكيمياء النيوكيلوتيدات. إذا استطاع شخص ما أن يعرف كيفية تكوين الأحماض الأمينية للببتيدات وأيضًا ال amyloid، بذلك يمكن أن نكون أجبنا على هذه التساؤلات. كما أن amyloid يُعَد أكثر استقرارًا من بوليمرات الحمض النووي، وطريقة تخليقه أبسط بكثير من جزيئات RNAs المُحفزة.

المصدر الأول

المصدر الثاني

 

كتابة: ألاء عمارة

مراجعة: سلفيا أمير

تصميم: محمد خالد

تحرير: أحمد عبدالستار