احتمالاً بساط حیات با مولکولی روی زمین گسترده شده که میتوانست خودش را کپی کند. شاید اکنون به تولید نمونهای این مولکول نزدیک شده باشیم.
تلاشها برای ساخت مولکول خود همتاساز در آزمایشگاه، همواره با یک تناقض روبهرو بوده است. فیلیپ هولیگر (Philipp Holliger) و همکارانش در آزمایشگاه زیستشناسی مولکولی MRC در کمبریج میگویند که جواب را پیدا کردهاند.
دلایل زیادی وجود دارد که فکر کنیم اولین مولکول خود همتاساز از RNA ساخته شده بود. RNA میتواند مثل DNA اطلاعات را ذخیره کند. میتواند چین خورده و اشکال پیچیدهای تولید کند و با عمل آنزیمی خود، واکنشهای شیمیایی را به پیش برد. گروههای زیادی آنزیمهایی از جنس RNA ساختهاند که میتوانند رونوشت بقیهی RNAها را تولید کنند.
مشکل این است که این آنزیمهای RNA فقط RNAهایی را کپی میکنند که چین نخوردهاند. “وقتی RNA چین میخورد، آنزیم کارایی خود را از دست میدهد”.
بیشتر بخوانید: قبل از پیدایش: اولین نشانهی حیات، هنوز هم درون ما زنده است
پارادوکس این جا خودش را نشان میدهد. RNA فقط زمانی میتواند به عنوان آنزیم عمل کند که چین خورده باشد، ولی آنزیمهای از جنس RNA نمیتوانند RNA چین خورده را کپی کنند؛ بنابراین به نظر میرسد هیچ RNA آنزیمی نتواند از روی خودش همانندسازی کند.
راهحل هولیگر و همکارانش تغییر واحدهای ساختاری است که آنزیمهای RNA برای ساخت RNA استفاده میکنند.
هر RNA زنجیرهای از “نوکلئوتیدهای” کوچکتر است. امروزه آنزیمهای از جنس RNA با اضافه کردن یک نوکلئوتید در لحظه، RNA میسازند. ولی آنزیم RNA جدیدِ محققان، با ترکیبی از سه نوکلئوتید، “ترینوکلئوتید”، کار میکند. آنها نام این آنزیم را “t5+۱” گذاشتهاند.
ترینوکلئوتیدها ابتدا به یک مولکول RNA چین خورده متصل میشوند. با این کار ساختار باز میشود. سپس t5+۱ به ترینوکلئوتیدها میپیوندد. این آنزیم میتواند رونوشتهایی از خودش بسازد، ولی هنوز به نوازش دانشمندان در آزمایشگاه نیازمند است. به عنوان مثال، به جای مخلوطی از نوکلئوتید و ترینوکلئوتید، دانشمندان فقط دومی را به آنزیم میدهند.
پس راه زیادی داریم تا همتاسازی بسازیم که کارش را خودش انجام دهد. با این حال، این گام مهمی برای دست یافتن به چنین هدفی است. مشکل دیگر این است که t5+۱ برای به وجود آمدن با شانس، زیادی بزرگ است.