प्रोटोबियन: मूल और गुण - जीवविज्ञान - 2025

Protobionts अनुसार जैविक परिसरों हैं करने के लिए कुछ जीवन की उत्पत्ति के विषय में परिकल्पना, कोशिकाओं पहले। ओपेरिन के अनुसार, ये आणविक समुच्चय हैं जो एक अर्धवृत्ताकार लिपिड झिल्ली या इसके जैसी संरचना से घिरे होते हैं।

ये जैविक आणविक समुच्चय एक सरल प्रजनन और एक चयापचय पेश करने में सक्षम थे जो झिल्ली के इंटीरियर की रासायनिक संरचना को उसके बाहरी वातावरण से अलग बनाए रखने में कामयाब रहे।

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अलग-अलग शोधकर्ताओं द्वारा प्रयोगशाला में किए गए कुछ प्रयोगों से पता चला है कि प्रोटोबियोन सहज रूप से अजैविक अणुओं से निर्मित कार्बनिक यौगिकों का उपयोग करके निर्माण ब्लॉक के रूप में कर सकते हैं।

इन प्रयोगों के उदाहरण लिपोसोम का निर्माण है, जो झिल्ली से घिरी छोटी बूंदों के एकत्रीकरण हैं। ये तब बन सकते हैं जब लिपिड को पानी में मिलाया जाए। यह तब भी होता है जब अन्य प्रकार के कार्बनिक अणु जोड़े जाते हैं।

ऐसा हो सकता है कि प्रीबायोटिक समय के तालाबों में लिपोसोम जैसी बूंदों का गठन किया गया था और इन में अमीनो एसिड के कुछ पॉलिमर शामिल थे।

इस घटना में कि पॉलिमर ने कुछ कार्बनिक अणुओं को झिल्ली के लिए पारगम्य बना दिया, यह संभव है कि चुनिंदा अणुओं को सम्मिलित किया जाए।

गुण और विशेषताएं

आज के कोशिकाओं में मौजूद लिपिड झिल्लियों की याद दिलाते हुए, एक द्विध्रुवीय (दो परतों) के रूप में आयोजित किए गए हाइड्रोफोबिक अणुओं से पुटकीय प्रोटोबायन्ट्स का निर्माण किया जा सकता था।

विकिमीडिया कॉमन्स से मारियाना रुइज़ विलारियल, लेडीफ़हैट्स द्वारा

अर्ध-पारगम्य झिल्ली

चूंकि संरचना चुनिंदा रूप से पारगम्य है, लिपोसम माध्यम में विलेय की सांद्रता के आधार पर सूजन या अपस्फीति कर सकता है।

यही है, अगर लिपोसोम एक हाइपोटोनिक माध्यम से उजागर होता है (कोशिका के अंदर एकाग्रता अधिक होती है), पानी संरचना में प्रवेश करता है, लिपोसोम को सूजन करता है। इसके विपरीत, यदि माध्यम हाइपरटोनिक है (कोशिका की एकाग्रता कम है), तो पानी बाहरी माध्यम की ओर बढ़ता है।

यह गुण लिपोसोम के लिए अद्वितीय नहीं है, यह किसी जीव की वास्तविक कोशिकाओं पर भी लागू किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, यदि लाल रक्त कोशिकाएं एक हाइपोटोनिक वातावरण के संपर्क में हैं, तो वे विस्फोट कर सकते हैं।

excitability

लाइपोसोम एक झिल्ली क्षमता के रूप में ऊर्जा को स्टोर कर सकते हैं, जो सतह पर एक वोल्टेज है। संरचना एक तरह से वोल्टेज का निर्वहन कर सकती है जो उस प्रक्रिया की याद दिलाती है जो तंत्रिका तंत्र के न्यूरोनल कोशिकाओं में होती है।

लिपोसम में जीवित जीवों की कई विशेषताएं हैं। हालांकि, यह दावा करने के समान नहीं है कि लिपोसोम्स जीवित हैं।

मूल

परिकल्पनाओं की एक विस्तृत विविधता है जो एक पूर्व परिवेश में जीवन की उत्पत्ति और विकास की व्याख्या करना चाहते हैं। सबसे उत्कृष्ट आसन जो प्रोटोबायन की उत्पत्ति पर चर्चा करते हैं, उन्हें नीचे वर्णित किया जाएगा:

ओपरिन और हाल्डेन परिकल्पना

जैव रासायनिक विकास पर परिकल्पना 1924 में अलेक्जेंडर ओपरिन द्वारा और 1928 में जॉन डीएस हल्दाने द्वारा प्रस्तावित की गई थी।

यह संकेत मानता है कि प्रीबायोटिक वातावरण में ऑक्सीजन की कमी थी, लेकिन बड़ी मात्रा में हाइड्रोजन के साथ, जो ऊर्जा स्रोतों की उपस्थिति के लिए कार्बनिक यौगिकों के निर्माण के लिए नेतृत्व किया गया था, के साथ दृढ़ता से कम कर रहा था।

इस परिकल्पना के अनुसार, पृथ्वी के ठंडा होने पर, ज्वालामुखीय विस्फोटों से भाप घनीभूत होती है, जिससे भारी और निरंतर बारिश होती है। जब पानी गिरता है, तो यह खनिज नमक और अन्य यौगिकों को ले जाता है, जिससे प्रसिद्ध प्राइमल सूप या पोषक शोरबा निकलता है।

इस काल्पनिक वातावरण में, प्रीबायोटिक यौगिकों नामक बड़े आणविक परिसरों का निर्माण हो सकता है, जो तेजी से जटिल सेलुलर प्रणालियों को जन्म देता है। ओपरिन ने इन संरचनाओं को प्रोटोबियन कहा जाता है।

जैसे-जैसे प्रोटोबायोनिटी की जटिलता बढ़ती गई, उन्होंने आनुवांशिक जानकारी संचारित करने के लिए नई क्षमताओं का अधिग्रहण किया, और ओपरिन ने इन अधिक उन्नत रूपों को नाम दिया।

मिलर और उरे प्रयोग

1953 में, ओपेरिन के बाद, शोधकर्ताओं ने स्टैनली एल। मिलर और हेरोल्ड सी। उरे ने सरल अकार्बनिक सामग्री से शुरू होने वाले कार्बनिक यौगिकों के निर्माण को सत्यापित करने के लिए कई प्रयोगों को अंजाम दिया।

मिलर और उरे ने एक प्रायोगिक डिजाइन बनाने में कामयाबी हासिल की, जिसमें छोटे पैमाने पर ओपेरिन द्वारा प्रस्तावित शर्तों के साथ एंबिनो एसिड, फैटी एसिड, फॉर्मिक एसिड, यूरिया जैसे यौगिकों की एक श्रृंखला प्राप्त करने के लिए प्रीबायोटिक वातावरण का अनुकरण किया।

प्रोटोबायन की आनुवंशिक सामग्री

आरएनए दुनिया

वर्तमान आणविक जीवविज्ञानी की परिकल्पना के अनुसार, प्रोटोबायन्ट्स ने डीएनए अणुओं के बजाय आरएनए अणुओं को ले लिया, जिससे उन्हें जानकारी को दोहराने और संग्रहीत करने की अनुमति मिली।

प्रोटीन संश्लेषण में मौलिक भूमिका निभाने के अलावा, आरएनए एक एंजाइम के रूप में भी व्यवहार कर सकता है और कैटेलिसिस प्रतिक्रियाओं को अंजाम दे सकता है। इस विशेषता के कारण, आरएनए प्रोटिओनियट्स में पहली आनुवंशिक सामग्री होने का एक संकेतित उम्मीदवार है।

उत्प्रेरित करने में सक्षम आरएनए अणुओं को राइबोजाइम कहा जाता है और आरएनए के छोटे हिस्सों के पूरक दृश्यों के साथ प्रतियां बना सकते हैं और स्प्लिसिंग प्रक्रिया को मध्यस्थ कर सकते हैं, अनुक्रम के फैलाव को समाप्त कर सकते हैं।

एक प्रोटोबिओनट जिसके अंदर एक उत्प्रेरक आरएनए अणु था, जो उसके होमोलॉग से अलग था जिसमें इस अणु की कमी थी।

यदि प्रोटोबायोन आरएनए को अपनी संतानों में विकसित, विभाजित और संचारित कर सकता है, तो डार्विनियन प्राकृतिक चयन की प्रक्रियाएं इस प्रणाली पर लागू की जा सकती हैं, और आरएनए अणुओं के साथ प्रोटोबियोन आबादी में उनकी आवृत्ति में वृद्धि करेंगे।

हालाँकि इस प्रोटोबायोन की उपस्थिति बहुत असंभावित हो सकती है, लेकिन यह याद रखना आवश्यक है कि प्रारंभिक पृथ्वी के जल के पिंडों में लाखों प्रोटोबियन मौजूद हो सकते हैं।

डीएनए की उपस्थिति

आरएनए अणु की तुलना में डीएनए एक अधिक स्थिर डबल-स्ट्रैंडेड अणु है, जो नाजुक है और अभेद्य रूप से दोहराता है। प्रतिकृति के संदर्भ में सटीकता की यह संपत्ति अधिक आवश्यक हो गई क्योंकि प्रोटोबायनों के जीनोम आकार में बढ़ गए।

प्रिंसटन विश्वविद्यालय में, शोधकर्ता फ्रीमैन डायसन का प्रस्ताव है कि डीएनए अणु कम संरचनाएं हो सकते हैं, जो उत्प्रेरक गुणों के साथ यादृच्छिक अमीनो एसिड के पॉलिमर द्वारा उनकी प्रतिकृति में सहायता करते हैं।

यह प्रारंभिक प्रतिकृति उन प्रोटोबायन के अंदर हो सकती है जिन्होंने उच्च मात्रा में कार्बनिक मोनोमर्स संग्रहीत किए थे।

डीएनए अणु की उपस्थिति के बाद, आरएनए अनुवाद के लिए मध्यस्थ के रूप में अपनी वर्तमान भूमिकाएं निभाना शुरू कर सकता है, इस प्रकार "डीएनए की दुनिया" का निर्माण हो सकता है।

संदर्भ

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