پروژه

بر اساس شواهد فسیلی احتمالا آغاز حیات بر روی زمین به 3.5 تا 3.8 میلیارد سال قبل باز می گردد. این به این معناست که حیات در زمانی از یک میلیارد سال اول آشوبناک و پرطلاتم زمین می بایست آغاز شده باشد. حیات چگونه آغاز گردیده است؟ و اولین اشکال حیات اولیه به چه صورت بوده است؟ برخی از دانشمندان معتقند که احتمالا پاسخ این سوال درون سلول های ما در مولکولی به نام RNA نهفته است.

تمام انواع حیات پیشرفته (ارگانیسم های مختلف) بر روی زمین از سه نوع متفاوت از مولکولهای زیستی برای انجام هر کدام از فعالیتهای حیاتی درون سلول هایشان استفاده می کنند. پروتئین ها نقش های مختلفی در سلول ها دارند مثل نقش ساختاری، نقش جا به جا کننده مواد شیمیایی در سلول و یا پیش برنده فعالیت های گوناگون کاتالیزوری، در صورتیکه اسیدهای نوکلئیک، DNA و RNA حامل اطلاعات ژنتیکی هستند و می توانند از نسلی به نسل دیگر به ارث برده شوند.

نقش اصلی بیشتر پروتئین ها در سلول، کاتالیز فعالیت های شیمیایی است که برای ادامه حیات سلول ضروری است. این پروتئین ها به نام آنزیم شناخته می شوند. تا همین اواخر تصور می شد که پروتئین ها تنها مولکول های زیستی قادر به کاتالیز هستند. در نهایت در اواخر دهه 1980، گروهی از محققین به رهبری سیدنی آلتمن و به صورت مستقل توماس سچ کشف کردند که RNA ها هم می توانند در فعالیت های شیمیایی نقش کاتالیزو را ایفا کنند. این نوع از RNA های کاتالیزور با عنوان ریبوزیم شناخته می شوند و این کشف جازه نوبل شیمی را برای آلتمن و سچ در سال 1989 به ارمغان آورد.

بر مبنای فرضیه جهان آر.ان.ای، ابتدایی ترین اشکال حیات بر روی زمین از آر.‌ان‌.ای همانند یک مولکول کلیدی برای ذخیره سازی اطلاعات ژنتیکی و تسریع واکنشهای شیمیایی استفاده کرده‌اند. با این وجود این پرسش مطرح می‌شود که آر.ان.ای در شرایط پیشازیستی زمین اولیه چگونه شکل گرفت. در حقیقت یکی از موانع عمده بر سر راه فرضیه جهان آر.ان.ای این است که نوکلئوتیدهای آر.ان.ای تا کنون بطور کامل ساخته نشده‌اند. قندی که در پس‌زمینه دی.ان.ای و آر.ان.ای یافت می‌شود و ریبوز خوانده می‌شود بطور ویژه‌ای مشکل ساز بوده است. اکثر واکنشهای شیمیایی که محتمل است در دوران پیشازیستی رخ داده باشند غالبا مقدار ناچیزی ریبوز تولید می‌کنند که آن نیز با گستره متنوعی از اقسام دیگر قندها مخلوط بوده است.

سلول‌های مدرن از غشاهای لیپید استفاده می‌کنند تا ورود و خروج مولکولها به سلول را بطور گزینشی کنترل کنند. غشاء سلول غالباً از فوسفولیپیدها ساخته شده است که شامل یک دُم هایدروفوبیک (آب‌گریز) و یک سر هایدروفیلیک (آب‌دوست) می‌باشد. هنگامی که فوسفولیپیدها در آب قرار می‌گیرند، مولکولهای آن بی‌اختیار بگونه‌ای مرتب می‌شوند که دُمشان از آب محفوظ بماند و در نتیجه ساختارهایی پوسته مانند نظیر میسل، حباب و یا دولایه‌ای راتشکیل می‌دهند.

یک پیش‌سلول (پروتوسل) فرضی که عکس آن در سمت راست نشان داده شده است فقط از دو مؤلفه تشکیل یافته است: یک همتاساز (رپلیکاز) آر.ان.ای و یک غشاء از اسید چرب. اگر چه این یک نسخه بسیار ساده و خلاصه شده از یک سلول است، اما کماکان قادر به رشد، تکثیر و فرگشت است. هر چند یک نمونه عملی از پیش‌سلول (پروتوسل) هنوز در شرایط آزمایشگاهی بدست نیامده است اما این هدف بنظر می‌رسد که دست یافتنی باشد.

هزاران ترکیب، در این آزمایشگاه بزرگ، شکل می‌گیرند و محو می‌شوند، تا سرانجام، چیزی را بسازند که اکنون جهان ما را تعریف می‌کند: حیات.

داستان پيدايش حيات نگاهي كوتاه به چگونگي شروع زندگي بر روي كره زمين این پرسش بنیادین که «چگونه زندگی بر روی زمین آغاز شد؟» یکی از کهن‌ترین سؤالات در میان تمامی فرهنگ‌ها، اقوام، مذاهب و جوامع گوناگون در طول تاریخ شناخته‌شده‌ بشر است. تا پیش از کشفیات دانشمندان در دوران اخیر، هر یک از گروه‌های جمعیتی بشری، بر اساس چهارچوب فکری خود پاسخ این پرسش را بیان کرده‌اند؛ پاسخ‌هایی که اصولاً به دو شکل کلی بودند: پاسخ‌های گروه بزرگی از جمعیت‌ها بر اساس برداشت از نظام‌های فکری پیش از خود استوار بوده است که اغلب در برخی از موارد، تغییراتی جهت همخوانی با تفکرات زمان خود در آن‌ها اعمال می‌شده است.