प्रीबायोटिक विकास: यह कहाँ हुआ और क्या आवश्यक है - जीवविज्ञान - 2025

प्रीबायोटिक विकास शब्द काल्पनिक परिदृश्यों की श्रृंखला को संदर्भित करता है जो कि आदिम परिस्थितियों में पर्यावरण में गैर-जीवित पदार्थ से शुरू होने वाले जीवन की उत्पत्ति की व्याख्या करना चाहते हैं।

यह सुझाव दिया गया है कि आदिम वातावरण की स्थितियां दृढ़ता से कम हो रही थीं, जो कार्बनिक अणुओं के निर्माण के पक्ष में थीं, जैसे कि अमीनो एसिड और पेप्टाइड, जो प्रोटीन के निर्माण खंड हैं; और प्यूरीन और पाइरिमिडाइन, जो न्यूक्लिक एसिड बनाते हैं - डीएनए और आरएनए।

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आदिम स्थिति

यह कल्पना करना कि पृथ्वी पर जीवन के पहले रूप कैसे उभरे, यह एक चुनौतीपूर्ण हो सकता है - और यहां तक ​​कि लगभग असंभव - सवाल भी अगर हम खुद को सही प्राथमिक वातावरण में नहीं रखते हैं।

इस प्रकार, प्रसिद्ध "आदिम सूप" में निलंबित अजैविक अणुओं से जीवन को समझने की कुंजी उस दूरस्थ वातावरण में वातावरण है।

यद्यपि वातावरण की रासायनिक संरचना के बारे में कोई समझौता नहीं है, क्योंकि पूरी तरह से इसकी पुष्टि करने का कोई तरीका नहीं है, परिकल्पना रचनाओं को कम करने से लेकर (सीएच ₄ + एन ₂, एनएच ₃ + एच ₂ ओ या सीओ _{2 है} + एच ₂ + एन ₂) अधिक तटस्थ वातावरण (केवल सीओ ₂ + एन ₂ + एच ₂ ओ के साथ) के लिए।

यह आमतौर पर स्वीकार किया जाता है कि वातावरण में ऑक्सीजन की कमी थी (इस तत्व ने जीवन के आगमन के साथ इसकी एकाग्रता में काफी वृद्धि की)। अमीनो एसिड, प्यूरीन, पाइरिमिडाइन और शर्करा के कुशल संश्लेषण के लिए, एक कम करने वाले वातावरण की उपस्थिति आवश्यक है।

यदि उस समय के वास्तविक वातावरण में ये प्रीबायोटिक रासायनिक स्थितियां नहीं थीं, तो कार्बनिक यौगिकों को धूल के कणों या अन्य अंतरिक्ष निकायों जैसे उल्कापिंडों से आना पड़ा।

प्रीबायोटिक विकास कहाँ हुआ?

पृथ्वी पर भौतिक स्थान के संबंध में कई परिकल्पनाएं हैं जिन्होंने पहले बायोमोलेक्युलस और प्रतिकृतियों के विकास की अनुमति दी।

एक सिद्धांत जिसने समुद्र में हाइड्रोथर्मल वेंट में बायोमोलेक्यूल्स के प्रारंभिक गठन के बाद एक महत्वपूर्ण स्थान प्राप्त किया है। हालांकि, अन्य लेखकों को यह संभावना नहीं लगती है और इन क्षेत्रों को प्रीबायोटिक संश्लेषण में महत्वपूर्ण एजेंट के रूप में बदनाम करते हैं।

सिद्धांत का प्रस्ताव है कि रासायनिक संश्लेषण 350 डिग्री सेल्सियस से 2 डिग्री सेल्सियस तक की अवधि के भीतर पानी के पारित होने के माध्यम से हुआ।

इस परिकल्पना के साथ समस्या उत्पन्न होती है क्योंकि कार्बनिक यौगिक संश्लेषित होने के बजाय उच्च तापमान (350 ° C) पर विघटित हो जाते हैं, जिससे कम चरम वातावरण का पता चलता है। इसलिए परिकल्पना ने समर्थन खो दिया है।

प्रीबायोटिक विकास के लिए क्या आवश्यक है?

प्रीबायोटिक विकास से संबंधित एक अध्ययन करने के लिए, उन सवालों की एक श्रृंखला का जवाब देना आवश्यक है जो हमें जीवन के उद्भव को समझने की अनुमति देते हैं।

हमें खुद से पूछना चाहिए कि किस प्रकार की उत्प्रेरक प्रक्रिया ने जीवन की उत्पत्ति का पक्ष लिया और पहली प्रतिक्रिया के पक्षधर ऊर्जा को कहां से लिया। इन सवालों के जवाब में, हम आगे जा सकते हैं और पूछ सकते हैं कि क्या पहले अणु दिखाई देने वाले झिल्लीदार, प्रतिकारक या मेटाबोलाइट थे।

अब हम इनमें से प्रत्येक प्रश्न का उत्तर एक प्रारंभिक वातावरण में जीवन की संभावित उत्पत्ति की समझ हासिल करने के लिए देंगे।

उत्प्रेरक

जीवन, जैसा कि हम आज जानते हैं, विकसित करने के लिए "मध्यम परिस्थितियों" की एक श्रृंखला की आवश्यकता होती है। हम जानते हैं कि अधिकांश कार्बनिक प्राणी मौजूद हैं, जहां तापमान, आर्द्रता और पीएच शारीरिक रूप से स्वीकार्य हैं - एक्सट्रीमोफिलिक जीवों के अपवाद के साथ, जैसा कि उनके नाम का अर्थ है, अत्यधिक वातावरण में रहते हैं।

जीवित प्रणालियों की सबसे प्रासंगिक विशेषताओं में से एक उत्प्रेरक की सर्वव्यापीता है। जीवित प्राणियों की रासायनिक प्रतिक्रियाएं एंजाइम द्वारा उत्प्रेरित होती हैं: एक प्रोटीन प्रकृति के जटिल अणु जो परिमाण के कई आदेशों द्वारा प्रतिक्रियाओं की गति बढ़ाते हैं।

पहले जीवित प्राणियों के पास एक समान प्रणाली होनी चाहिए, शायद राइबोजाइम। साहित्य में, एक खुला सवाल है कि क्या उत्प्रेरक के बिना प्रीबायोटिक विकास हो सकता है।

साक्ष्य के अनुसार, एक उत्प्रेरक के अभाव में जैविक विकास अत्यधिक संभावना नहीं होता है - जैसा कि प्रतिक्रियाओं को होने के लिए स्मारकीय समय अंतराल लिया गया होगा। इसलिए, जीवन के शुरुआती चरणों के दौरान उनके अस्तित्व को पोस्ट किया गया है।

ऊर्जा

प्रीबायोटिक संश्लेषण के लिए ऊर्जा को कहीं से प्रकट होना था। यह प्रस्तावित है कि कुछ अकार्बनिक अणुओं, जैसे पॉलीफॉस्फेट्स और थियोइस्टर, ने प्रतिक्रियाओं के लिए ऊर्जा के उत्पादन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाई हो सकती है - कई बार कोशिकाओं की प्रसिद्ध ऊर्जा "मुद्रा" के अस्तित्व से पहले: एटीपी।

आनुवंशिक रूप से, आनुवंशिक जानकारी को ले जाने वाले अणुओं की प्रतिकृति बहुत महंगा घटना है। ई। कोलाई जैसे एक औसत जीवाणु के लिए, एक एकल प्रतिकृति घटना के लिए 1.7 * 10 ¹⁰ एटीपी अणुओं की आवश्यकता होती है।

इस असाधारण रूप से उच्च आकृति के अस्तित्व के लिए धन्यवाद, एक ऊर्जा स्रोत की उपस्थिति एक संभावित परिदृश्य बनाने के लिए एक निर्विवाद स्थिति है जिसमें जीवन की उत्पत्ति हुई।

इसी तरह, "रिडॉक्स" प्रकार की प्रतिक्रियाओं का अस्तित्व अजैव संश्लेषण में योगदान दे सकता है। समय के साथ, यह प्रणाली कोशिका में इलेक्ट्रॉनों के परिवहन के महत्वपूर्ण तत्व बन सकते हैं, जो ऊर्जा के उत्पादन से जुड़ा हुआ है।

किस सेलुलर घटकों की उत्पत्ति सबसे पहले हुई?

एक सेल में तीन बुनियादी घटक होते हैं: एक झिल्ली, जो सेल स्थान को परिसीमित करता है और इसे असतत इकाई में बदल देता है; प्रतिकृति, जो जानकारी संग्रहीत करती है; और चयापचय प्रतिक्रियाएं, जो इस प्रणाली के भीतर होती हैं। इन तीन घटकों के कार्यात्मक एकीकरण एक सेल को जन्म देता है।

इसलिए, विकास के प्रकाश में, यह सवाल पूछना दिलचस्प है कि तीनों में से कौन सा पहले उत्पन्न हुआ था।

झिल्ली का संश्लेषण सरल प्रतीत होता है, क्योंकि लिपिड अनायास रूप से बढ़ने और विभाजित होने की क्षमता के साथ vesicular संरचना बनाते हैं। पुटिका प्रतिकृति के भंडारण की अनुमति देता है और चयापचयों को केंद्रित रखता है।

अब, बहस प्रतिकृति बनाम चयापचय के नेतृत्व पर केंद्रित है। जो लोग प्रतिकृति को अधिक भार देते हैं, वे तर्क देते हैं कि राइबोजाइम (उत्प्रेरक शक्ति के साथ आरएनए) खुद को दोहराने में सक्षम थे, और उत्परिवर्तन की उपस्थिति के लिए धन्यवाद एक उपन्यास चयापचय प्रणाली उत्पन्न हो सकती है।

विपरीत दृश्य साधारण अणुओं की पीढ़ी के महत्व पर प्रकाश डालता है - जैसे कि ट्राइकारबॉक्सिलिक एसिड चक्र में मौजूद कार्बनिक अम्ल - मध्यम ताप स्रोतों के तहत दहन करने के लिए। इस दृष्टिकोण से, प्रीबायोटिक विकास के पहले चरणों में इन मेटाबोलाइट्स शामिल थे।

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