क्या प्रोटीन, डीएनए या आरएनए पहले आए?

पर्याप्त साक्ष्य इंगित करते हैं कि आज पृथ्वी पर सभी जीवन एक साझा सामान्य पूर्वज से विकसित हुए हैं। वह प्रक्रिया जिसके द्वारा निर्जीव पदार्थ से उस सामान्य पूर्वज का निर्माण होता है, अबियोजेनेसिस कहलाता है। यह प्रक्रिया कैसे हुई यह अभी तक पूरी तरह से समझा नहीं जा सका है और यह अभी भी शोध का विषय है। जीवन की उत्पत्ति में रुचि रखने वाले वैज्ञानिकों में, चाहे प्रोटीन, आरएनए या कोई अन्य अणु पहले आए, एक गर्मागर्म बहस का विषय है।

प्रसिद्ध उरे-मिलर प्रयोग में, वैज्ञानिकों ने प्रारंभिक पृथ्वी के वातावरण को अनुकरण करने के प्रयास में मीथेन, पानी, अमोनिया और हाइड्रोजन मिश्रित किया। इसके बाद उन्होंने बिजली का अनुकरण करने के लिए इस मिश्रण के माध्यम से बिजली की चिंगारी निकाल दी। इस प्रक्रिया ने अमीनो एसिड और अन्य कार्बनिक यौगिकों का उत्पादन किया, यह दर्शाता है कि प्रारंभिक पृथ्वी पर जैसी स्थितियां अमीनो एसिड, प्रोटीन के निर्माण खंड बना सकती हैं।

लेकिन एक अखंड, कार्यशील प्रोटीन के घोल में अमीनो एसिड के मिश्रण से मिलने से कई समस्याएं होती हैं। उदाहरण के लिए, समय के साथ, पानी में प्रोटीन लंबी आणविक श्रृंखलाओं में इकट्ठा होने के बजाय अलग हो जाते हैं। इसके अलावा, यह पूछना कि क्या प्रोटीन या डीएनए पहले दिखाई दिया, एक परिचित चिकन-या-अंडे की समस्या प्रस्तुत करता है। प्रोटीन रासायनिक प्रतिक्रियाओं को उत्प्रेरित कर सकते हैं, और डीएनए आनुवंशिक जानकारी संग्रहीत कर सकते हैं। हालांकि, इनमें से कोई भी अणु अकेले जीवन के लिए पर्याप्त नहीं है; डीएनए और प्रोटीन मौजूद होना चाहिए।

एक संभावित समाधान तथाकथित आरएनए विश्व दृष्टिकोण है, जिसमें आरएनए प्रोटीन या डीएनए से पहले आया था। यह समाधान आकर्षक है क्योंकि आरएनए प्रोटीन और डीएनए की कुछ विशेषताओं को जोड़ता है। आरएनए प्रोटीन की तरह ही रासायनिक प्रतिक्रियाओं को उत्प्रेरित कर सकता है, और यह डीएनए की तरह ही आनुवंशिक जानकारी को संग्रहीत कर सकता है। और, प्रोटीन को संश्लेषित करने के लिए आरएनए का उपयोग करने वाली सेलुलर मशीनरी आंशिक रूप से आरएनए से बनी होती है और अपना काम करने के लिए आरएनए पर निर्भर करती है। इससे पता चलता है कि आरएनए ने जीवन के प्रारंभिक इतिहास में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाई होगी।

आरएनए विश्व परिकल्पना के साथ एक समस्या, हालांकि, स्वयं आरएनए की प्रकृति है। आरएनए एक बहुलक या न्यूक्लियोटाइड की श्रृंखला है। यह पूरी तरह से स्पष्ट नहीं है कि ये न्यूक्लियोटाइड कैसे बनते हैं या वे पृथ्वी की प्रारंभिक परिस्थितियों में पॉलिमर बनाने के लिए कैसे एक साथ आए होंगे।

2009 में, ब्रिटिश वैज्ञानिक जॉन सदरलैंड ने अपनी प्रयोगशाला की घोषणा करके एक व्यावहारिक समाधान प्रस्तावित किया था एक ऐसी प्रक्रिया जो बिल्डिंग ब्लॉक्स से न्यूक्लियोटाइड्स का निर्माण कर सकती है जो संभवत: शुरुआत में मौजूद थे पृथ्वी। यह संभव है कि इस प्रक्रिया ने न्यूक्लियोटाइड को जन्म दिया हो, जो तब मिट्टी की सूक्ष्म परतों की सतह पर होने वाली प्रतिक्रियाओं से जुड़े थे।

यद्यपि आरएनए-प्रथम परिदृश्य जीवन के मूल वैज्ञानिकों के बीच बहुत लोकप्रिय है, एक और स्पष्टीकरण है, जो प्रस्तावित करता है कि चयापचय आरएनए, डीएनए या प्रोटीन से पहले आया था। यह चयापचय-प्रथम परिदृश्य बताता है कि जीवन उच्च दबाव, उच्च तापमान वाले वातावरण जैसे गहरे समुद्र, गर्म पानी के झरोखों के पास उत्पन्न हुआ। इन स्थितियों ने खनिजों द्वारा उत्प्रेरित प्रतिक्रियाओं को प्रेरित किया और कार्बनिक यौगिकों के समृद्ध मिश्रण को जन्म दिया। बदले में ये यौगिक प्रोटीन और आरएनए जैसे पॉलिमर के लिए बिल्डिंग ब्लॉक बन गए। प्रकाशन के समय, हालांकि, यह स्पष्ट करने के लिए पर्याप्त सबूत नहीं हैं कि चयापचय-प्रथम या आरएनए विश्व दृष्टिकोण सही है या नहीं।