Tokio Universiteti tərəfindən

Andrew Zinin tərəfindən redaktə edilib

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

Öz-özünə çoxalma qabiliyyətinə malik RNT yox olmağa doğru təkamül keçirib. Kredit: Tokio Universitetinin İncəsənət və Elmlər üzrə Ali Məktəbi

Son tədqiqatlar göstərdi ki, həyatın mənşəyindəki ibtidai həyatı modelləşdirən süni şəkildə qurulmuş öz-özünə çoxalma qabiliyyətinə malik RNT sistemi müəyyən eksperimental şəraitdə yox olmağa daha çox meylli hala gəlmişdir.

Müasir həyat müxtəlif funksiyaları olan çoxsaylı molekulların mürəkkəb bir məcmusudur. Lakin, qədim dövrlərdə həyatın ilk dəfə ortaya çıxdığı zaman RNT və zülallar kimi sadə molekulların ilk ortaya çıxdığına inanılır. Bu cür müxtəlif funksiyaların və mürəkkəbliyin bu replikasiya edən molekullardan necə yarandığı böyük bir sirr olaraq qalır. Bu cür təkamül proseslərini anlamaq üçün molekulların keçmişdə baş verə biləcək hadisələri simulyasiya etmək üçün süni şəkildə təkamül etdiyi təkamül təcrübələri təsirli bir yanaşmadır.

Tokio Universitetində professor Norikazu İçihaşinin rəhbərlik etdiyi bir tədqiqat qrupu əvvəllər öz-özünə istehsal olunan zülallar vasitəsilə çoxalan RNT-dən istifadə edərək təkamül təcrübələri aparmış və parazitlərin çoxalma molekullarının təkamülündə mühüm rol oynadığını aşkar etmişdir. Burada “parazit” termini heç bir zülal kodlaşdırma məlumatı daşımayan, lakin ev sahibi RNT-dən sintez edilən zülallar tərəfindən gücləndirilən RNT molekullarına aiddir.

Bu parazit RNT-ləri təkamül təcrübələri zamanı kortəbii olaraq ortaya çıxdı və ev sahibi RNT-lərlə rəqabət apardı, bu da həm ev sahiblərini, həm də parazitləri birdən çox fərqli növə şaxələndirməyə vadar etdi. Bu, ev sahibi-parazit rəqabətinin replikatorların mürəkkəbliyə doğru təkamülündə hərəkətverici qüvvə ola biləcəyini göstərir. Lakin parazitlər öz mahiyyəti ilə ev sahiblərinə zərər verirlər. Bəs onda parazitlər hansı şəraitdə molekulyar mürəkkəbliyi artırmaq üçün hərəkət edirlər?

Təcrübə necə dəyişdi

Bu tədqiqatda tədqiqatçılar əvvəlki əl ilə aparılan təkamül təcrübələrindən RNT populyasiyasının bir alt qrupunu avtomatlaşdırılmış axın reaktor sisteminə köçürdülər. Əvvəlki təcrübələrdə RNT diversifikasiya edildi və replikasiya 240 nəsildən çox sonra belə sabit qaldı. Lakin yeni təkamül təcrübəsində nəticə tamamilə fərqli oldu: Orijinal RNT müxtəlifliyi itirildi və təkamül irəlilədikcə RNT tez-tez yox oldu.

Bu axın reaktoru təcrübəsinin əvvəlkilərdən fərqi nə idi? Hər iki eksperimental qurğuda ev sahiblərinin və parazitlərin birlikdə yaşamasına imkan vermək üçün bölmələşdirmə tətbiq edilmişdir. Bir bölmə , replikasiya reaksiyalarının baş verdiyi yağda asılı qalan kiçik bir damladır ; qarışdırma, bölmələrin birləşməsinə və ya bölünməsinə səbəb olur və molekulları dağıdır. Bu şəkildə, ev sahibi RNT populyasiyaları parazitlər səbəbindən azaldıqda, ev sahibləri dağılaraq parazit təzyiqindən xilas ola bilərlər. İki eksperimental qurğu arasındakı əsas fərq bu bölmələrin necə qarışdırılmasındadır.

Əvvəlki diversifikasiya ilə bağlı təcrübələrdə ümumi reaksiya həcminin 20%-i hər beş saatdan bir təzə reaksiya qarışığı olan yeni bir reaksiya qabına köçürülürdü. Bunun əksinə olaraq, axın reaktoru reaksiya qarışığını davamlı olaraq yumşaq bir şəkildə qarışdıraraq dövran edir və bu da əvvəlki quruluşa nisbətən RNT-lərin daha tez-tez qarışdırılmasına səbəb olur.

Niyə yox olma ehtimalı daha yüksək oldu

Bu tədqiqat göstərdi ki, yaxşı qarışıq mühitlər ev sahibi RNT replikasiyasını maneə törədir və bu da həm RNT konsentrasiyasının azalmasına, həm də RNT müxtəlifliyinin itirilməsinə səbəb olur. Bundan əlavə, bu azalmış konsentrasiya ev sahibi RNT-lərini genetik sürüşmə yolu ilə zərərli mutasiyaların toplanmasına daha həssas etmiş ola bilər. Bu da öz növbəsində RNT konsentrasiyasının daha da azalmasına və nəticədə məhv olmasına səbəb olmuşdur.

Bu tədqiqat göstərdi ki, öz-özünə çoxalma qabiliyyətinə malik RNT-lər qarışma tezliyindən asılı olaraq fərqli şəkildə təkamül edir və bu da ətraf mühitin onların taleyini — həyatın yaranıb-yaramamasını — müəyyən edə biləcəyini göstərir. Bu tapıntılar həyatın mənşəyi üçün tələb oluna biləcək yeni şərtlərə işarə edir.

Nəşr detalları

Kohtoh Yukawa və digərləri, Molekulyar ev sahibi-parazit sistemində yoxolma istiqamətində eksperimental təkamül, Molekulyar Biologiya və Təkamül (2026). DOI: 10.1093/molbev/msag084

Jurnal məlumatları: Molekulyar Biologiya və Təkamül 

Əsas anlayışlar

Təkamül, MolekulyarMutasiya dərəcəsi

Tokio Universiteti tərəfindən təmin edilir