اسٹینلے ملر اور ہیرالڈ یوری نے 1959 میں زمین کے قدیم حالات میں امینو ایسڈ کی لیبارٹری ترکیب کی رپورٹ کرنے کے بعد کہا کہ 'زندگی کی ابتدا کے بارے میں کئی سوالات کے جوابات مل چکے ہیں، لیکن بہت کچھ مطالعہ کرنا باقی ہے۔ بہت سی پیش رفت ابھی تک سائنس دان طویل عرصے سے ایک بنیادی سوال سے نمٹ رہے ہیں - قدیم زمین پر سب سے پہلے کون سا جینیاتی مواد بنایا گیا تھا، DNA or آرینی، یا دونوں میں سے تھوڑا سا؟ اب اس بات کا ثبوت موجود ہے۔ DNA اور آرینی دونوں کا وجود قدیم سوپ میں ہوسکتا ہے جہاں سے زندگی کی شکلیں متعلقہ جینیاتی مواد کے ساتھ تیار ہوئی ہوں گی۔
مالیکیولر بائیولوجی کا مرکزی عقیدہ کہتا ہے۔ DNA کرتا ہے آرینی کرتا ہے پروٹین. پروٹین اکثریت کے لیے ذمہ دار ہیں، اگر کسی جاندار میں ہونے والے تمام رد عمل نہ ہوں۔ کسی جاندار کی پوری فعالیت کا انحصار ان کی موجودگی اور تعامل پر ہوتا ہے۔ پروٹین مالیکیولز مرکزی عقیدہ کے مطابق، پروٹین میں موجود معلومات سے تیار کیا جاتا ہے۔ DNA جو فنکشنل میں تبدیل ہو جاتا ہے۔ پروٹین آر این اے نامی میسنجر کے ذریعے۔ تاہم، یہ ممکن ہے کہ پروٹین خود آزادانہ طور پر بغیر کسی کے زندہ رہ سکتے ہیں۔ DNA or آرینیجیسا کہ prions کا معاملہ ہے (غلط فولڈ پروٹین مالیکیولز جن پر مشتمل نہیں ہے۔ DNA or آرینی)، لیکن اپنے طور پر زندہ رہ سکتے ہیں۔
اس طرح زندگی کی ابتدا کے لیے تین منظرنامے ہو سکتے ہیں۔
A) اگر پروٹین یا اس کے بلڈنگ بلاکس ماحول کے دوران غیر معمولی طور پر بننے کے قابل تھے جو اربوں سال پہلے پرائمری سوپ میں موجود تھا، پروٹین کی بنیاد کے طور پر کہا جا سکتا ہے زندگی کی اصل. اس کے حق میں تجرباتی ثبوت سٹینلے ملر کے مشہور تجربے سے آتے ہیں۔1، 2، جس سے یہ ظاہر ہوتا ہے کہ جب میتھین، امونیا، پانی اور ہائیڈروجن کا ایک مرکب ایک ساتھ ملایا جاتا ہے اور برقی مادہ کے بعد گردش کیا جاتا ہے، تو امینو ایسڈ کا مرکب بنتا ہے۔ سات سال بعد اس کی دوبارہ تصدیق ہوئی۔3 1959 میں اسٹینلے ملر اور ہیرالڈ یوری نے کہا کہ ابتدائی زمین میں ماحول کو کم کرنے کی موجودگی نے اس کی ترکیب کو جنم دیا۔ نامیاتی مندرجہ بالا گیسوں کے علاوہ کاربن مونو آکسائیڈ اور کاربن ڈائی آکسائیڈ کی چھوٹی مقدار کی موجودگی میں مرکبات۔ Miller-Urey کے تجربات کی مطابقت پر کئی سالوں سے سائنسی برادری کی طرف سے سوال کیا گیا، جن کا خیال تھا کہ ان کی تحقیق میں استعمال ہونے والا گیس مرکب زمین پر موجود حالات کے حوالے سے بہت کم ہو رہا ہے۔ متعدد نظریات ایک غیر جانبدار ماحول کی طرف اشارہ کرتے ہیں جس میں N2 اور پانی کے بخارات کے ساتھ CO2 کی زیادتی ہوتی ہے۔4. تاہم، امینو ایسڈ کی ترکیب کے لیے ایک غیر جانبدار ماحول کی بھی شناخت کی گئی ہے۔5. اس کے علاوہ ، کے لیے۔ پروٹین زندگی کی ابتداء کے طور پر کام کرنے کے لیے، انہیں خود سے نقل کرنے کی ضرورت ہوتی ہے جس کے نتیجے میں مختلف کا مجموعہ ہوتا ہے۔ پروٹین کسی جاندار میں ہونے والے مختلف رد عمل کو پورا کرنے کے لیے۔
ب) اگر ابتدائی سوپ نے بلاکس کی تعمیر کے لیے حالات فراہم کیے ہیں۔ DNA اور / یا آرینی بننے کے لیے، پھر ان میں سے کوئی بھی جینیاتی مواد ہو سکتا تھا۔ تحقیق اب تک کی حمایت کی آرینی اپنے آپ پر تہہ کرنے کی صلاحیت کی وجہ سے زندگی کی شکلوں کی ابتدا کے لیے جینیاتی مواد بننا، ایک ہی اسٹرینڈ کے طور پر موجود اور ایک انزائم کے طور پر کام کرنا6، زیادہ بنانے کے قابل آرینی مالیکیولز خود سے نقل کرنے والے آر این اے انزائمز کی ایک بڑی تعداد7 سال کے دوران دریافت کیا گیا ہے آرینی ابتدائی جینیاتی مواد ہونا۔ اسے جان سدرلینڈ کے گروپ کی تحقیق سے مزید تقویت ملی جس کے نتیجے میں مرکب میں فاسفیٹ کو شامل کرکے ابتدائی سوپ کی طرح ماحول میں آر این اے کے دو اڈے بنائے گئے۔8. RNA بلڈنگ بلاکس کی تشکیل کو کم کرنے والے ماحول (امونیا، کاربن مونو آکسائیڈ اور پانی پر مشتمل) کی نقل کرتے ہوئے بھی دکھایا گیا ہے، جیسا کہ Miller-Urey کے تجربے میں استعمال کیا گیا تھا اور پھر ان کے ذریعے بجلی کے اخراج اور ہائی پاور لیزرز کو منتقل کیا گیا تھا۔9. اگر آر این اے کو موجد مانا جائے تو کب اور کیسے؟ DNA اور پروٹین وجود میں آتے ہیں؟ کیا DNA آر این اے کی غیر مستحکم نوعیت کی وجہ سے بعد میں ایک جینیاتی مواد کے طور پر نشوونما پاتی ہے اور پروٹین اس کی پیروی کرتے ہیں۔ ان تمام سوالات کے جوابات ابھی تک لا جواب ہیں۔
ج) تیسرا منظر نامہ کہ ڈی این اے اور آر این اے ابتدائی سوپ میں ایک ساتھ رہ سکتے ہیں جس کی وجہ سے زندگی کی ابتدا ہوئی 3 کو شائع ہونے والے مطالعات سےrd جون 2020 جان سدرلینڈ کے گروپ کی طرف سے MRC لیبارٹری کیمبرج، UK سے۔ محققین نے لیبارٹری میں اتھلے تالابوں کے ساتھ اربوں سال پہلے قدیم زمین پر موجود حالات کی نقالی کی۔ انہوں نے پہلے کیمیکلز کو تحلیل کیا جو بنتے ہیں۔ آرینی پانی میں، اس کے بعد انہیں خشک کرکے گرم کیا جاتا ہے اور پھر انہیں UV شعاعوں کا نشانہ بنایا جاتا ہے جو کہ سورج کی شعاعوں کو ابتدائی وقت میں نقل کرتی ہے۔ یہ نہ صرف دو عمارتی بلاکس کی ترکیب کا باعث بنی۔ آرینی لیکن یہ بھی DNA، یہ تجویز کرتا ہے کہ دونوں نیوکلک ایسڈ زندگی کی ابتدا کے وقت ایک ساتھ موجود تھے۔10.
آج موجود عصری علم کی بنیاد پر اور مالیکیولر بائیولوجی کے مرکزی عقیدہ کا احترام کرتے ہوئے، یہ قابل فہم لگتا ہے کہ ڈی این اے اور آر این اے ایک ساتھ موجود تھے جس کی وجہ سے زندگی کی ابتدا ہوئی اور پروٹین کی تشکیل بعد میں ہوئی/ہوئی۔
تاہم، مصنف ایک اور منظر نامے کا قیاس کرنا چاہتا ہے جہاں تینوں اہم حیاتیاتی میکرو مالیکیولز، یعنی۔ ابتدائی سوپ میں ڈی این اے، آر این اے اور پروٹین ایک ساتھ موجود تھے۔ زمین کی سطح کی کیمیائی نوعیت، آتش فشاں پھٹنے اور پانی کے ساتھ امونیا، میتھین، کاربن مونو آکسائیڈ، کاربن ڈائی آکسائیڈ جیسی گیسوں کی موجودگی پر مشتمل ابتدائی سوپ میں موجود گندے حالات تمام میکرو مالیکیولز بننے کے لیے مثالی ہو سکتے ہیں۔ اس کا اشارہ Ferus et al. کی طرف سے کی گئی تحقیق سے فراہم کیا گیا ہے، جہاں نیوکلیوبیس اسی کم کرنے والی فضا میں بنتے تھے۔9 ملر یوری کے تجربے میں استعمال کیا جاتا ہے۔ اگر ہم اس مفروضے پر یقین کریں تو ارتقاء کے دوران مختلف جانداروں نے ایک یا دوسرے جینیاتی مواد کو اپنایا، جو ان کے وجود کو آگے بڑھنے کے حق میں تھا۔
تاہم، جیسا کہ ہم زندگی کی شکلوں کی ابتدا کو سمجھنے کی کوشش کرتے ہیں، زندگی کی ابتدا اور پھیلاؤ کے بارے میں بنیادی اور متعلقہ سوالات کے جوابات کے لیے مزید تحقیق کی ضرورت ہے۔ اس کے لیے سائنس میں پیروی کیے جانے والے موجودہ عقیدوں کے ذریعے ہماری سوچ میں متعارف کرائے گئے کسی بھی تعصب پر بھروسہ کیے بغیر ایک "آؤٹ آف دی باکس" نقطہ نظر کی ضرورت ہوگی۔
***
حوالہ جات:
1. ملر ایس.، 1953. ممکنہ ابتدائی زمینی حالات کے تحت امینو ایسڈ کی پیداوار۔ سائنس 15 مئی 1953: والیوم۔ 117، شمارہ 3046، صفحہ 528-529 DOI: https://doi.org/10.1126/science.117.3046.528
2. Bada JL، Lazcano A. et al 2003. پری بائیوٹک سوپ – ملر کے تجربے پر نظر ثانی کرنا۔ سائنس 02 مئی 2003: والیوم۔ 300، شمارہ 5620، صفحہ 745-746 DOI: https://doi.org/10.1126/science.1085145
3. ملر ایس ایل اور یوری ایچ سی، 1959۔ قدیم زمین پر نامیاتی مرکب ترکیب۔ سائنس 31 جولائی 1959: والیوم۔ 130، شمارہ 3370، صفحہ 245-251۔ DOI: https://doi.org/10.1126/science.130.3370.245
4. کاسٹنگ جے ایف، ہاورڈ ایم ٹی۔ 2006. ابتدائی زمین پر ماحول کی ساخت اور آب و ہوا Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci 361:1733–1741 (2006)۔ شائع شدہ: 07 ستمبر 2006۔ DOI: https://doi.org/10.1098/rstb.2006.1902
5. Cleaves HJ, Chalmers JH, et al 2008. غیر جانبدار سیاروں کے ماحول میں پری بائیوٹک نامیاتی ترکیب کا دوبارہ جائزہ۔ Orig Life Evol Biosph 38:105–115 (2008)۔ DOI: https://doi.org/10.1007/s11084-007-9120-3
6. زاؤگ، اے جے، سیچ ٹی آر۔ 1986. مداخلت کی ترتیب آرینی Tetrahymena کا ایک انزائم ہے۔ سائنس 31 جنوری 1986: والیوم۔ 231، شمارہ 4737، صفحہ 470-475 DOI: https://doi.org/10.1126/science.3941911
7. ووچنر اے، ایٹ واٹر جے، ایٹ ال 2011۔ ایک فعال رائبوزائم کا رائبوزائم-کیٹالائزڈ ٹرانسکرپشن۔ سائنس 08 اپریل: والیوم۔ 332، شمارہ 6026، صفحہ 209-212 (2011)۔ DOI: https://doi.org/10.1126/science.1200752
8. Powner, M., Gerland, B. & Sutherland, J., 2009. ایکٹیویٹڈ pyrimidine ribonucleotides کی prebiotically plusible حالات میں ترکیب۔ فطرت 459، 239–242 (2009)۔ https://doi.org/10.1038/nature08013
9. Ferus M, Pietrucci F, et al 2017. ملر-Urey کو کم کرنے والے ماحول میں نیوکلیو بیسز کی تشکیل۔ PNAS اپریل 25، 2017 114 (17) 4306-4311; پہلی بار 10 اپریل 2017 کو شائع ہوا۔ DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.1700010114
10. Xu, J., Chmela, V., Green, N. et al. 2020 RNA pyrimidine کی منتخب پری بائیوٹک تشکیل اور DNA purine nucleosides. فطرت 582، 60–66 (2020)۔ شائع شدہ: 03 جون 2020۔ DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-020-2330-9
***
