Stanley Miller ແລະ Harold Urey ກ່າວວ່າ "ຫຼາຍຄໍາຖາມກ່ຽວກັບຕົ້ນກໍາເນີດຂອງຊີວິດໄດ້ຖືກຕອບ, ແຕ່ຍັງມີຫຼາຍທີ່ຈະສຶກສາ", Stanley Miller ແລະ Harold Urey ກັບຄືນໄປບ່ອນໃນປີ 1959 ຫຼັງຈາກລາຍງານການສັງເຄາະໃນຫ້ອງທົດລອງຂອງອາຊິດ amino ໃນສະພາບແຜ່ນດິນໂລກ primitive. ຄວາມກ້າວຫນ້າຫຼາຍດ້ານລົງມາແຕ່ນັກວິທະຍາສາດໄດ້ປະເຊີນກັບຄໍາຖາມພື້ນຖານ - ເຊິ່ງສານພັນທຸກໍາໄດ້ຖືກສ້າງຕັ້ງຂຶ້ນທໍາອິດໃນໂລກບູຮານ, DNA or RNA, ຫຼືນ້ອຍຂອງທັງສອງ? ໃນປັດຈຸບັນມີຫຼັກຖານທີ່ຈະແນະນໍາວ່າ DNA ແລະ RNA ທັງສອງອາດຈະຢູ່ຮ່ວມກັນໃນແກງ primordial ຈາກບ່ອນທີ່ຮູບແບບຊີວິດອາດຈະໄດ້ຮັບການພັດທະນາດ້ວຍວັດສະດຸພັນທຸກໍາ.
dogma ສູນກາງຂອງຊີວະສາດໂມເລກຸນກ່າວວ່າ DNA ເຮັດໃຫ້ RNA ເຮັດໃຫ້ ທາດໂປຼຕີນ. ທາດໂປຼຕີນ ມີຄວາມຮັບຜິດຊອບສ່ວນໃຫຍ່, ຖ້າບໍ່ແມ່ນປະຕິກິລິຍາທັງຫມົດທີ່ເກີດຂື້ນໃນສິ່ງມີຊີວິດ. ການທໍາງານທັງຫມົດຂອງສິ່ງມີຊີວິດແມ່ນສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນຂຶ້ນກັບການປະກົດຕົວແລະການໂຕ້ຕອບຂອງພວກມັນ ທາດໂປຼຕີນ ໂມເລກຸນ. ອີງຕາມ dogma ສູນກາງ, ທາດໂປຼຕີນ ແມ່ນຜະລິດໂດຍຂໍ້ມູນທີ່ບັນຈຸຢູ່ໃນ DNA ເຊິ່ງຖືກປ່ຽນເປັນປະໂຍດ ທາດໂປຼຕີນ ໂດຍຜ່ານຜູ້ສົ່ງຂ່າວທີ່ເອີ້ນວ່າ RNA. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ມັນເປັນໄປໄດ້ວ່າ ທາດໂປຼຕີນ ຕົນເອງສາມາດຢູ່ລອດເປັນເອກະລາດໂດຍບໍ່ມີການໃດໆ DNA or RNA, ເຊັ່ນດຽວກັນກັບກໍລະນີທີ່ມີ prions (misfolded ທາດໂປຼຕີນ ໂມເລກຸນທີ່ບໍ່ມີ DNA or RNA), ແຕ່ສາມາດຢູ່ລອດດ້ວຍຕົນເອງ.
ດັ່ງນັ້ນ, ມັນສາມາດມີສາມສະຖານະການສໍາລັບຕົ້ນກໍາເນີດຂອງຊີວິດ.
A) ຖ້າ ທາດໂປຼຕີນ ຫຼືສິ່ງກໍ່ສ້າງຂອງມັນສາມາດສ້າງເປັນ abiotically ໃນລະຫວ່າງບັນຍາກາດທີ່ມີຫຼາຍຕື້ປີກ່ອນຫນ້ານີ້ໃນແກງ primordial, ທາດໂປຼຕີນ ສາມາດເອີ້ນວ່າເປັນພື້ນຖານຂອງ ຕົ້ນກໍາເນີດຂອງຊີວິດ. ຫຼັກຖານການທົດລອງໃນຄວາມໂປດປານຂອງມັນແມ່ນມາຈາກການທົດລອງທີ່ມີຊື່ສຽງໂດຍ Stanley Miller1, 2, ເຊິ່ງສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າໃນເວລາທີ່ປະສົມຂອງ methane, ammonia, ນ້ໍາແລະ hydrogen ໄດ້ຖືກປະສົມເຂົ້າກັນແລະໄຫຼຜ່ານກະແສໄຟຟ້າ, ປະສົມຂອງອາຊິດ amino ໄດ້ຖືກສ້າງຕັ້ງຂຶ້ນ. ນີ້ໄດ້ຖືກຢືນຢັນອີກເທື່ອຫນຶ່ງໃນເຈັດປີຕໍ່ມາ3 ໃນປີ 1959 ໂດຍ Stanley Miller ແລະ Harold Urey ໄດ້ກ່າວວ່າການປະກົດຕົວຂອງການຫຼຸດຜ່ອນຊັ້ນບັນຍາກາດຢູ່ໃນໂລກປະຖົມມະການເຮັດໃຫ້ການສັງເຄາະຂອງ ອິນຊີ ທາດປະສົມຢູ່ໃນທີ່ປະທັບຂອງທາດອາຍຜິດທີ່ກ່າວມາຂ້າງເທິງບວກກັບປະລິມານຫນ້ອຍຂອງຄາບອນໂມໂນໄຊແລະຄາບອນໄດອອກໄຊ. ຄວາມກ່ຽວຂ້ອງຂອງການທົດລອງ Miller-Urey ໄດ້ຖືກຖາມໂດຍພີ່ນ້ອງທາງວິທະຍາສາດເປັນເວລາຫຼາຍປີ, ຜູ້ທີ່ຄິດວ່າປະສົມອາຍແກັສທີ່ໃຊ້ໃນການຄົ້ນຄວ້າຂອງພວກເຂົາແມ່ນຫຼຸດລົງເກີນໄປກ່ຽວກັບເງື່ອນໄຂທີ່ມີຢູ່ໃນໂລກເບື້ອງຕົ້ນ. ທິດສະດີຈໍານວນຫນຶ່ງຊີ້ໃຫ້ເຫັນເຖິງບັນຍາກາດທີ່ເປັນກາງທີ່ມີສ່ວນເກີນຂອງ CO2 ກັບ N2 ແລະໄອນ້ໍາ.4. ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ບັນຍາກາດທີ່ເປັນກາງໄດ້ຖືກລະບຸວ່າເປັນສະພາບແວດລ້ອມທີ່ສົມເຫດສົມຜົນສໍາລັບການສັງເຄາະອາຊິດ amino.5. ນອກຈາກນັ້ນ, ສໍາລັບ ທາດໂປຼຕີນ ເພື່ອປະຕິບັດເປັນຕົ້ນກໍາເນີດຂອງຊີວິດ, ພວກເຂົາເຈົ້າຈໍາເປັນຕ້ອງໄດ້ replicating ຕົນເອງນໍາໄປສູ່ການລວມກັນຂອງທີ່ແຕກຕ່າງກັນ ທາດໂປຼຕີນ ເພື່ອຕອບສະຫນອງຕິກິລິຍາທີ່ແຕກຕ່າງກັນທີ່ເກີດຂຶ້ນໃນອົງການຈັດຕັ້ງ.
B) ຖ້າຫາກວ່າແກງ primordial ສະຫນອງເງື່ອນໄຂສໍາລັບການກໍ່ສ້າງຕັນຂອງ DNA ແລະ / ຫຼື RNA ຈະຖືກສ້າງຕັ້ງຂຶ້ນ, ຫຼັງຈາກນັ້ນທັງສອງເຫຼົ່ານີ້ອາດຈະເປັນອຸປະກອນການພັນທຸກໍາ. ການຄົ້ນຄວ້າຈົນກ່ວາໃນປັດຈຸບັນໄດ້ຮັບການເອື້ອອໍານວຍ RNA ເປັນສານພັນທຸກໍາສໍາລັບຕົ້ນກໍາເນີດຂອງຮູບແບບຊີວິດເນື່ອງຈາກຄວາມສາມາດໃນການພັບຕົວຂອງມັນເອງ, ທີ່ມີຢູ່ແລ້ວເປັນສາຍດຽວແລະເຮັດຫນ້າທີ່ເປັນເອນໄຊ.6, ຄວາມສາມາດໃນການເຮັດຫຼາຍ RNA ໂມເລກຸນ. ຈໍານວນຂອງເອນໄຊ RNA ທີ່ເຮັດດ້ວຍຕົວເອງ7 ໄດ້ຖືກຄົ້ນພົບໃນໄລຍະປີທີ່ຜ່ານມາແນະນໍາ RNA ເພື່ອເປັນວັດຖຸພັນທຸກໍາເລີ່ມຕົ້ນ. ນີ້ໄດ້ຖືກສ້າງຄວາມເຂັ້ມແຂງຕື່ມອີກໂດຍການຄົ້ນຄວ້າທີ່ດໍາເນີນໂດຍກຸ່ມຂອງ John Sutherland ທີ່ນໍາໄປສູ່ການສ້າງຕັ້ງສອງຖານຂອງ RNA ໃນສະພາບແວດລ້ອມທີ່ຄ້າຍຄືກັນກັບແກງ primordial ໂດຍການລວມເອົາຟອສເຟດໃນສ່ວນປະສົມ.8. ການສ້າງຕັນອາຄານ RNA ຍັງໄດ້ຖືກສະແດງໃຫ້ເຫັນໂດຍການຈໍາລອງບັນຍາກາດການຫຼຸດຜ່ອນ (ປະກອບດ້ວຍແອມໂມເນຍ, ຄາບອນໂມໂນໄຊແລະນ້ໍາ), ຄ້າຍຄືກັນກັບການນໍາໃຊ້ໃນການທົດລອງຂອງ Miller-Urey ແລະຫຼັງຈາກນັ້ນຖ່າຍທອດໄຟຟ້າແລະເລເຊີທີ່ມີພະລັງງານສູງຜ່ານພວກມັນ.9. ຖ້າເຊື່ອວ່າ RNA ເປັນຕົ້ນກໍາເນີດ, ແລ້ວເວລາໃດແລະເຮັດແນວໃດ DNA ແລະທາດໂປຼຕີນເຂົ້າມາເປັນ? ໄດ້ DNA ພັດທະນາເປັນວັດຖຸພັນທຸກໍາຕໍ່ມາເນື່ອງຈາກລັກສະນະທີ່ບໍ່ຫມັ້ນຄົງຂອງ RNA ແລະໂປຣຕີນຕາມຄວາມເຫມາະສົມ. ຄໍາຕອບຂອງຄໍາຖາມທັງຫມົດເຫຼົ່ານີ້ຍັງຄົງບໍ່ມີຄໍາຕອບ.
C) ສະຖານະການທີສາມທີ່ DNA ແລະ RNA ສາມາດຢູ່ຮ່ວມກັນໃນແກງເບື້ອງຕົ້ນທີ່ນໍາໄປສູ່ການກໍາເນີດຂອງຊີວິດແມ່ນມາຈາກການສຶກສາທີ່ຈັດພີມມາໃນວັນທີ 3.rd ເດືອນມິຖຸນາ 2020 ໂດຍກຸ່ມຂອງ John Sutherland ຈາກຫ້ອງທົດລອງ MRC ທີ່ Cambridge, ອັງກິດ. ນັກຄົ້ນຄວ້າໄດ້ຈໍາລອງເງື່ອນໄຂທີ່ມີຢູ່ໃນໂລກເບື້ອງຕົ້ນຫຼາຍຕື້ປີກ່ອນ, ໂດຍມີຫນອງຕື້ນຢູ່ໃນຫ້ອງທົດລອງ. ທໍາອິດພວກເຂົາລະລາຍສານເຄມີທີ່ປະກອບເປັນ RNA ໃນນ້ໍາ, ປະຕິບັດຕາມໂດຍການຕາກໃຫ້ແຫ້ງແລະການໃຫ້ຄວາມຮ້ອນໃຫ້ເຂົາເຈົ້າ, ແລະຫຼັງຈາກນັ້ນໃຫ້ເຂົາເຈົ້າກັບລັງສີ UV ທີ່ simulated ຄີຫຼັງຂອງແສງຕາເວັນທີ່ມີຢູ່ໃນສະໄຫມກ່ອນ. ນີ້ບໍ່ພຽງແຕ່ນໍາໄປສູ່ການສັງເຄາະຂອງສອງຕັນການກໍ່ສ້າງຂອງ RNA ແຕ່ຍັງຂອງ DNA, ແນະນໍາວ່າອາຊິດນິວຄລີອິກທັງສອງມີຢູ່ຮ່ວມກັນໃນເວລາຕົ້ນກໍາເນີດຂອງຊີວິດ10.
ໂດຍອີງໃສ່ຄວາມຮູ້ໃນປະຈຸບັນໃນປະຈຸບັນແລະການໃຫ້ກຽດແກ່ dogma ສູນກາງຂອງຊີວະສາດໂມເລກຸນ, ມັນເບິ່ງຄືວ່າເປັນຫຼັກຖານທີ່ DNA ແລະ RNA ມີຢູ່ຮ່ວມກັນທີ່ນໍາໄປສູ່ການກໍາເນີດຂອງຊີວິດແລະການສ້າງທາດໂປຼຕີນຈາກ / ເກີດຂຶ້ນຕໍ່ມາ.
ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ຜູ້ຂຽນປາດຖະຫນາທີ່ຈະຄາດຄະເນສະຖານະການອື່ນທີ່ທັງຫມົດສາມ macromolecules ຊີວະສາດທີ່ສໍາຄັນ, viz. DNA, RNA ແລະທາດໂປຼຕີນມີຢູ່ຮ່ວມກັນໃນແກງເບື້ອງຕົ້ນ. ເງື່ອນໄຂທີ່ສັບສົນທີ່ມີຢູ່ໃນແກງເບື້ອງຕົ້ນທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບທໍາມະຊາດທາງເຄມີຂອງພື້ນຜິວໂລກ, ການລະເບີດຂອງພູເຂົາໄຟແລະການປະກົດຕົວຂອງອາຍແກັສເຊັ່ນແອມໂມເນຍ, methane, ຄາບອນໂມໂນໄຊ, ຄາບອນໄດອອກໄຊພ້ອມກັບນ້ໍາອາດຈະເຫມາະສົມສໍາລັບ macromolecules ທັງຫມົດທີ່ຈະສ້າງຕັ້ງຂຶ້ນ. ຄຳ ແນະ ນຳ ຂອງສິ່ງນີ້ໄດ້ຖືກສະ ໜອງ ໃຫ້ໂດຍການຄົ້ນຄວ້າໂດຍ Ferus et al., ບ່ອນທີ່ nucleobases ໄດ້ຖືກສ້າງຕັ້ງຂຶ້ນໃນບັນຍາກາດການຫຼຸດຜ່ອນດຽວກັນ.9 ໃຊ້ໃນການທົດລອງຂອງ Miller-Urey. ຖ້າພວກເຮົາເຊື່ອໃນສົມມຸດຕິຖານນີ້, ຫຼັງຈາກນັ້ນໃນໄລຍະວິວັດທະນາການ, ສິ່ງມີຊີວິດທີ່ແຕກຕ່າງກັນໄດ້ຮັບຮອງເອົາຫນຶ່ງຫຼືວັດຖຸພັນທຸກໍາອື່ນໆ, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ການມີຢູ່ຂອງເຂົາເຈົ້າກ້າວໄປຂ້າງຫນ້າ.
ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ໃນຂະນະທີ່ພວກເຮົາພະຍາຍາມເຂົ້າໃຈຕົ້ນກໍາເນີດຂອງຮູບແບບຊີວິດ, ການຄົ້ນຄວ້າເພີ່ມເຕີມແມ່ນຈໍາເປັນເພື່ອຕອບຄໍາຖາມພື້ນຖານແລະທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກ່ຽວກັບວິທີການມີຊີວິດແລະຂະຫຍາຍພັນ. ນີ້ຈະຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີວິທີການ "ນອກຂອບເຂດ" ໂດຍບໍ່ມີການອີງໃສ່ຄວາມລໍາອຽງໃດໆທີ່ນໍາສະເຫນີໃນແນວຄິດຂອງພວກເຮົາໂດຍ dogmas ປະຈຸບັນປະຕິບັດຕາມວິທະຍາສາດ.
***
ເອກະສານ:
1. Miller S., 1953. ການຜະລິດອາຊິດອາມິໂນພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂໂລກເບື້ອງຕົ້ນທີ່ເປັນໄປໄດ້. ວິທະຍາສາດ. 15 ພຶດສະພາ 1953: Vol. 117, ສະບັບ 3046, ໜ້າ 528-529 DOI: https://doi.org/10.1126/science.117.3046.528
2. Bada JL, Lazcano A. et al 2003. Prebiotic Soup–Revisiting the Miller Experiment. ວິທະຍາສາດ 02 ພຶດສະພາ 2003: Vol. 300, ສະບັບ 5620, ໜ້າ 745-746 DOI: https://doi.org/10.1126/science.1085145
3. Miller SL ແລະ Urey HC, 1959. ການສັງເຄາະທາດປະສົມອິນຊີເທິງແຜ່ນດິນໂລກເບື້ອງຕົ້ນ. ວິທະຍາສາດ 31 ກໍລະກົດ 1959: Vol. 130, ສະບັບທີ 3370, ໜ້າ 245-251. DOI: https://doi.org/10.1126/science.130.3370.245
4. Kasting JF, Howard MT. 2006. ອົງປະກອບຂອງບັນຍາກາດ ແລະ ສະພາບອາກາດຢູ່ໃນໂລກຕົ້ນໆ. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci 361:1733–1741 (2006). ຈັດພີມມາ: 07 ກັນຍາ 2006. DOI: https://doi.org/10.1098/rstb.2006.1902
5. Cleaves HJ, Chalmers JH, et al 2008. ການປະເມີນຄືນການສັງເຄາະອິນຊີ prebiotic ໃນບັນຍາກາດຂອງດາວເຄາະທີ່ເປັນກາງ. Orig Life Evol Biosph 38:105–115 (2008). DOI: https://doi.org/10.1007/s11084-007-9120-3
6. Zaug, AJ, Cech TR. 1986. ລໍາດັບການແຊກແຊງ RNA ຂອງ Tetrahymena ແມ່ນ enzyme ເປັນ. ວິທະຍາສາດ 31 Jan 1986: Vol. 231, ສະບັບ 4737, ໜ້າ 470-475 DOI: https://doi.org/10.1126/science.3941911
7. Wochner A, Attwater J, et al 2011. Ribozyme-Catalyzed Transcription of an Active Ribozyme. ວິທະຍາສາດ 08 ເມສາ: Vol. 332, ສະບັບທີ 6026, ໜ້າ 209-212 (2011). DOI: https://doi.org/10.1126/science.1200752
8. Powner, M., Gerland, B. & Sutherland, J., 2009. ການສັງເຄາະຂອງ activated pyrimidine ribonucleotides ຢູ່ໃນສະພາບທີ່ສົມຜົນກ່ອນຊີວະພາບ. ທຳມະຊາດ 459, 239–242 (2009). https://doi.org/10.1038/nature08013
9. Ferus M, Pietrucci F, et al 2017. ການສ້າງຕັ້ງຂອງ nucleobases ໃນບັນຍາກາດການຫຼຸດຜ່ອນ Miller-Urey. PNAS 25 ເມສາ 2017 114 (17) 4306-4311; ຈັດພີມມາຄັ້ງທໍາອິດເດືອນເມສາ 10, 2017. DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.1700010114
10. Xu, J., Chmela, V., ສີຂຽວ, N. et al. 2020 ການຄັດເລືອກການສ້າງ prebiotic ຂອງ RNA pyrimidine ແລະ DNA purine nucleosides. ທຳມະຊາດ 582, 60–66 (2020). ຈັດພີມມາ: 03 ມິຖຸນາ 2020. DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-020-2330-9
***
