प्रारंभिक पृथ्वी पर आरएनए-अमीनो एसिड लिंक (RNA–Amino Acid Link on Early Earth) | UPSC

RNA–Amino Acid Link on Early Earth

संदर्भ:

एक हालिया अध्ययन में वैज्ञानिकों ने यह उजागर किया है कि जीवन के दो मूलभूत निर्माण खंड — RNA (राइबोन्यूक्लिक एसिड) और अमीनो अम्ल  लगभग चार अरब वर्ष पूर्व की प्रारंभिक पृथ्वी जैसी परिस्थितियों में आपस में कैसे जुड़ सकते थे। यह खोज इस बात की समझ को और गहरा करती है कि जीन और प्रोटीन के बीच परस्पर क्रिया की शुरुआत पृथ्वी पर जीवन के आरंभिक चरणों में किस प्रकार हुई होगी।

राइबोन्यूक्लिक एसिड (RNA)

• परिभाषा: RNA एक महत्वपूर्ण जैव-अणु (biomolecule) है जो जीवन के लिए आवश्यक है। यह आनुवंशिक सूचना (genetic information) को वहन करता है, प्रोटीन संश्लेषण (protein synthesis) में मदद करता है और कई नियामक (regulatory) तथा उत्प्रेरक (catalytic) भूमिकाएँ निभाता है।
• DNA से तुलना:
  • DNA की तुलना में कम स्थिर (less stable)।
  • अधिक बहुउपयोगी (versatile) – केवल सूचना रखने से आगे कई कार्य करता है।
• संरचना और घटक:
  • RNA न्यूक्लियोटाइड्स (nucleotides) से बना होता है। प्रत्येक न्यूक्लियोटाइड में होता है:
    • एक फॉस्फेट समूह
    • एक राइबोज शुगर
    • एक नाइट्रोजनी बेस
  • RNA के चार नाइट्रोजनी बेस: एडेनिन (A), गुआनिन (G), साइटोसिन (C), यूरासिल (U)
  • (नोट: DNA में थाइमिन होता है, जबकि RNA में उसकी जगह यूरासिल होता है।)
• आकार (Form):
  • सामान्यतः RNA एकल श्रृंखला (single-stranded) होता है, जबकि DNA डबल हेलिक्स में होता है।
  • यह स्वयं को मोड़कर जटिल त्रिविमीय संरचनाएँ (3D structures) बना सकता है, जैसे – लूप्स और हेलिक्स।
• बेस पेयरिंग (Base Pairing):
  • यूरासिल (U) → एडेनिन (A) से जुड़ता है।
  • गुआनिन (G) → साइटोसिन (C) से जुड़ता है।

अमीनो एसिड (Amino Acid):

• परिभाषा: अमीनो एसिड एक जैविक यौगिक है, जो प्रोटीन का मूल आधार (Building block) होता है।
• शरीर में भूमिका:
  • प्रोटीन बनाने में जरूरी।
  • जब शरीर को कार्बोहाइड्रेट और वसा उपलब्ध न हों, तो यह ऊर्जा का स्रोत बन सकता है।
• प्रकार: मानव शरीर में 20 मानक अमीनो एसिड पाए जाते हैं, जो मिलकर प्रोटीन का निर्माण करते हैं।

अध्ययन की मुख्य खोज (Key Findings):

• RNA से जुड़ाव: वैज्ञानिकों ने पाया कि अमीनो एसिड सीधे RNA से जुड़ सकते हैं, और इसके लिए किसी एंज़ाइम (enzyme) की आवश्यकता नहीं होती।
  यह प्रक्रिया पानी में साधारण प्रीबायोटिक रसायन विज्ञान से, सामान्य pH पर संभव है।
• रासायनिक प्रक्रिया:
  • अमीनो एसिड पहले पैंटेथीन नामक थियोल यौगिक से जुड़ते हैं।
  • इससे थायोएस्टर (thioester) बनता है, जो एक उच्च-ऊर्जा मध्यवर्ती यौगिक है।
  • यह थायोएस्टर अमीनो एसिड को RNA की श्रृंखला के अंत में स्थानांतरित कर देता है।
• पेप्टाइड निर्माण: जब अमीनो एसिड RNA से जुड़ जाते हैं (aminoacyl-RNA), तो आगे की प्रतिक्रियाओं में ये आपस में मिलकर छोटे पेप्टाइड (2 या उससे अधिक अमीनो एसिड की श्रृंखला) बना लेते हैं।

जीवन की उत्पत्ति के सिद्धांतों के लिए महत्व:

यह खोज दो प्रमुख सिद्धांतों को जोड़ती है:

1. RNA वर्ल्ड हाइपोथेसिस: प्रारंभिक जीवन में RNA अणु ही आनुवंशिक जानकारी रखते थे और उत्प्रेरक की भूमिका निभाते थे।
2. थायोएस्टर वर्ल्ड हाइपोथेसिस: मान्यता है कि शुरुआती जीवन में ऊर्जा–समृद्ध थायोएस्टर यौगिकों ने रासायनिक प्रतिक्रियाओं को संचालित किया।

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