ความสำคัญเชิงวิวัฒนาการของรหัสพันธุกรรมที่มีความเป็นสากลใกล้เคียงคืออะไร?

รหัสพันธุกรรมเป็น "ภาษา" เกือบสากลที่เข้ารหัสทิศทางสำหรับเซลล์ ภาษานี้ใช้ DNA nucleotides ซึ่งจัดเรียงเป็น "codons" สามอัน เพื่อเก็บพิมพ์เขียวสำหรับสายกรดอะมิโน โซ่เหล่านี้จะกลายเป็นโปรตีน ซึ่งประกอบด้วยหรือควบคุมกระบวนการทางชีววิทยาอื่น ๆ ในสิ่งมีชีวิตทุกชนิดบนโลก รหัสที่ใช้ในการเก็บข้อมูลนี้เกือบจะเป็นสากล ซึ่งหมายความว่าสิ่งมีชีวิตทั้งหมดที่มีอยู่ในปัจจุบันมีบรรพบุรุษร่วมกัน

ความจริงที่ว่าสิ่งมีชีวิตทั้งหมดมีรหัสพันธุกรรมร่วมกันไม่มากก็น้อยก็หมายความว่าสิ่งมีชีวิตทั้งหมดมีบรรพบุรุษร่วมกันที่อยู่ห่างไกล จากข้อมูลของศูนย์ข้อมูลเทคโนโลยีชีวภาพแห่งชาติ แบบจำลองคอมพิวเตอร์ได้แนะนำว่า that รหัสพันธุกรรมที่สิ่งมีชีวิตทั้งหมดใช้ไม่ใช่วิธีเดียวที่รหัสพันธุกรรมจะทำงานเหมือนกัน ส่วนประกอบ อันที่จริง บางคนอาจต้านทานข้อผิดพลาดได้ดีกว่า ซึ่งหมายความว่าในทางทฤษฎีแล้ว เป็นไปได้ที่จะสร้างรหัสพันธุกรรมที่ "ดีกว่า" ข้อเท็จจริงที่ว่าทั้งนี้ สิ่งมีชีวิตทั้งหมดบนโลกใช้รหัสพันธุกรรมเดียวกัน บ่งชี้ว่าสิ่งมีชีวิตบนโลกปรากฏขึ้นครั้งเดียว และสิ่งมีชีวิตทั้งหมดสืบเชื้อสายมาจากแหล่งเดียวกัน

มีข้อยกเว้นสำหรับรหัสพันธุกรรม "สากล" อย่างไรก็ตาม ไม่มีข้อยกเว้นใดมากไปกว่าการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อย ตัวอย่างเช่น ไมโทคอนเดรียของมนุษย์ใช้โคดอนสามโคดอน ซึ่งปกติแล้วจะเขียนรหัสสำหรับกรดอะมิโนเป็นโคดอน "หยุด" เพื่อบอกกลไกของเซลล์ว่าห่วงโซ่กรดอะมิโนเสร็จสิ้น สัตว์มีกระดูกสันหลังทั้งหมดแบ่งปันการเปลี่ยนแปลงนี้ ซึ่งหมายความว่าสิ่งนี้เกิดขึ้นในช่วงต้นของการวิวัฒนาการของสัตว์มีกระดูกสันหลัง การเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยอื่นๆ ของรหัสพันธุกรรมในแมงกะพรุนและเยลลี่หวี (Cndaria และ Ctenophora) ไม่พบในสัตว์อื่น นี่แสดงให้เห็นว่ากลุ่มนี้พัฒนาการเปลี่ยนแปลงนี้ไม่นานหลังจากแยกตัวออกจากกลุ่มสัตว์อื่น อย่างไรก็ตาม เชื่อว่ารูปแบบต่างๆ ทั้งหมดได้มาจากรหัสมาตรฐานในท้ายที่สุด

มีสมมติฐานอื่นเพื่ออธิบายความเป็นสากลของรหัสพันธุกรรม แนวคิดนี้เรียกว่าสมมติฐานสเตียรอยด์เคมี ถือได้ว่าการจัดเรียงรหัสพันธุกรรมเกิดจากข้อจำกัดทางเคมี ซึ่งหมายความว่ารหัสพันธุกรรมนั้นเป็นสากลเพราะเป็นวิธีที่ดีที่สุดในการตั้งรหัสพันธุกรรมภายใต้สภาวะทางโลก หลักฐานสำหรับแนวคิดนี้ไม่สามารถสรุปได้ แม้ว่าหลักฐานบางอย่างจะสนับสนุนแนวคิดนี้ แต่การเปลี่ยนแปลงรหัสพันธุกรรม ทั้งจากธรรมชาติและเทียม ชี้ให้เห็นว่ารหัสพันธุกรรมอื่นๆ อาจใช้ได้ผลเช่นเดียวกัน ที่สำคัญกว่านั้น สมมติฐานสเตียรอยด์เคมีไม่ได้เกิดขึ้นพร้อมกันกับแนวคิดที่ว่ารหัสพันธุกรรมนั้นเป็นสากลเนื่องจากการสืบเชื้อสายร่วมกัน ทั้งสองแนวคิดสามารถมีส่วนร่วมได้

ตามรายงานที่ตีพิมพ์โดยดร. ดอว์น บรูกส์ นักชีววิทยาของพรินซ์ตัน และเพื่อนร่วมงานในวารสาร "วิวัฒนาการระดับโมเลกุลและชีวภาพ" ความจริงที่ว่าสิ่งมีชีวิตทั้งหมดสืบเชื้อสายมาจากบรรพบุรุษร่วมกันหมายความว่านักวิจัยสามารถคาดการณ์ลักษณะบางอย่างของสิ่งมีชีวิตร่วมกันได้ บรรพบุรุษ. จากยีนที่ "เก่าที่สุด" ในสิ่งมีชีวิต ซึ่งพบได้ทั่วไปในสิ่งมีชีวิตสมัยใหม่ทั้งหมด นักวิจัยสามารถ แยกแยะว่าโปรตีนและกรดอะมิโนชนิดใดที่พบได้บ่อยที่สุดเมื่อบรรพบุรุษร่วมกันสุดท้ายของสิ่งมีชีวิตทั้งหมด มีอยู่ จากกรดอะมิโน "มาตรฐาน" 22 ชนิด - ที่พบในรหัสพันธุกรรมสากล - ประมาณครึ่งโหลไม่ค่อยปรากฏใน โปรตีนจากบรรพบุรุษร่วมกันตัวสุดท้าย ซึ่งหมายความว่ากรดอะมิโนเหล่านี้หายากมากหรือถูกเพิ่มเข้าไปในรหัสพันธุกรรม ในภายหลัง