فرضية عالم الرونات rna world hypothesis لتفسير أصل الحياة " قشة يتعلق بها غريق"


" عليك أن تبني رجلاً من القش وعليه رجلاً آخر من القش حتى يمكنك معرفة النقطة التي أصبح فيها RNA جزيئ حيوي قابل للحياة "
عالم الكيمياء الحيوية جيرالد جويس  : Gerald f. Joyce , " rna evolution and the origins of life " nature 338
       اشكالية الدجاجه والبيضه وهذا التعقيد غير المختزل بالخليه الحيه يحتم وجود ذلك النظام المتضافر كاملا ودفعه واحده وسبب هذا التعقيد اشكاليه قاتله للتطوريين ولذلك تحتم عليهم ايجاد اى مخرج لانقاذ عقيدتهم بقدرة العبث على انتاج الحياة وهنا حدث انقسام بين التطوريين فذهب بعضهم لافتراض نشوء الحياه من جزيئ RNA ذاتى النسخ اولا وسميت بفرضية عالم RNA فى مقابل فرضية الايض اولا .

     ورغم تهافت تلك الفرضيات وتضاربها تماما الا انها لا تزال تمثل نفس الاشكاليه مع احتمالية تشكلها فان كان جزئ RNA لايحتاج لبروتينات محفزه فأنه لايزال عاجزا تماما عن تفسير اصل الشفره الوراثيه نفسها فمن اجل ان تتطور الخليه الحيه الى DNA والبروتينات كما هى عليه فى ابسط خليه حيه فان عالم ال RNA بحاجه الى تطوير القدره على تحويل المعلومات الوراثيه المكوده عليه( ان كانت تحمل اى معنى) الى بروتينات ومن ثم نعود مباشرة الى طرح مشكلة الدجاجه والبيضه مره اخرى لانه يتحتم وجود بروتينات اخرى لتكوينها .
     ولذلك فوجود جزئ ذاتى النسخ لايمثل اى معنى للحياه ويعجز عن تفسير وجودها بشكلها الحالى تماما فافضل ما تم تقديمه من الأدلة على نموذج "RNA العالم" تتضمن حقيقة أن الخليه تستخدم أنزيمات الحمض النووي الريبي لتحويل شفرة الحمض النووي إلى بروتينات. وعليه فان RNA يلعب دورا مساندا في الخلية، وليس هناك اى نظم بيوكيميائيه معروفة تماما تتألف من الحمض النووي الريبي.
    .لذلك فهو لا يتعدى الخيال الافتراضى ويبقى الانقطاع واضحا مع فقد اى نقاط للوصل وكيفية تحوله الى نظام التشفير الحالى dna .
    ورغم النقد الشديد لهذا النموذج لاصطدامه المباشر مع المفردات العلميه المتاحه الا ان التمسك به كان مبررا بعدم وجود بديل تماما كتمسكهم بنموذج برك الحساء الاولى لاكثر من قرن من الزمان ، فبالاضافه الى فشل الدعم التجريبى تماما فى تقديم اى مساعده لتلك الفرضيه كما اوضحت المنشورات العلميه كلها وقفت ايضا المسلمات الكيميائية إشكالية اساسية امام ذلك السناريو المزعوم كما اوضح دكتور جوردون ميلز بقسم الكيمياء الحيوية وعلم الوراثة البشرية ودكتور دين كينون قسم الأحياء جامعة ولاية سان فرانسيسكو فى ورقه نقد خطوات عالم RNA واهم ما تم ذكره من عقبات فى الخطوات الاوليه للنموذج .
1- الخطوه الاولى : 
تجميع beta-D-ribonucleotides فى مرحلة التكوين المبكر للحياه prebiotic
الاشكال :-
beta-D-ribonucleotides هي مركبات تتكون من البيورين (الأدينين أو جوانين) أو البيريميدين (السيتوزين اليوراسيل) مرتبطه إلى موقع 1'من الريبوز في التكوين بيتا.
بالإضافة إلى ذلك، مجموعة الفوسفات ترتبط على موقع 5'من الريبوز.ولتكوين اربعه من ribonucleotides المختلفة في سيناريوprebiotic ، سيكون هناك مئات من الهكسان الأخرى الممكنة.
الشروط المقترحة لتشكيل البيورينات والبريميدينات تتعارض بشكل واضح مع تلك المقترحة لتركيب سكر الريبوز. وعلاوه على ذلك الأدينين هو أيضا عرضة لتفاعلات نزع الأمينو لذلك فان فرص تراكم كميات كبيرة من النيوكليوتيدات والنيوكليوسيدات معدومه على الأرض في وقت مبكر.وبالتالى فإن إمكانية الحصول على حساء مكون من أربعة بيتا-D-ribonucleotides مع الروابط الصحيحة فرضيه نائية جدا في الواقع. 
وإذا لم يكن هناك في الواقع مجموعه من beta-D-ribonucleotides (كما هو مطلوب من قبل نموذج العالم RNA)، فان فرضية عالم الحمض النووي الريبي التي شكلتها العمليات الطبيعية لن تكون صالحه .
2- الخطوه الثانيه: 
مجموعات beta-D-ribonucleotides تشكل عفويا البوليمرات التى ترتبط معا بواسطة رابطة الفوسفات ثنائي الأستر 3', 5'-phosphodiester (أي أنها تربط لتكوين جزيئات من الحمض النووي الريبي)؛
الاشكال :-
الاشكاليه بوضوح فى هذا السيناريو هى إلى أن النيوكليوتيدات لا ترتبط ما لم يكن هناك نوع من تفعيل مجموعة الفوسفات. في الكائنات الحية اليوم، يتم استخدام المحفزات مثل الأدينوزين ثلاثي الفوسفات-(ATP) لتفعيل تكون نيوكليوسيد الفوسفات ولكن ATP لم يكن متاحا فى ظروف ما قبل الحياه ولا يمكن اتمام هذا التفاعل الا فى وجود هذه المحفزات 
JoyceاوORGEL البحاثين المعروفين فى ذلك المجال بجلمعة كاليفورنيا اثاروا تلك الاشكاليه ويضعون ملاحظة إمكانية استخدام المعادن لتفاعلات البلمرة، ولكنت يشككون فى الاحتمال بشده فى ظروف طبيعيه
3- الخطوه الثالثه : 
polyribonucleotide (أي جزيء RNA)، بمجرد تشكيله ، سيكون له نشاط الحفاز لتكرار نفسه
الاشكال :- 
يكفى هنا رد Joyce، ORGEL ليضع الامرفى نطاق المستحيل 
"Unless the molecule can literally copy itself," Joyce and Orgel note, "that is, act simultaneously as both template and catalyst, it must encounter another copy of itself that it can use as a template." Copying any given RNA in its vicinity will lead to an error catastrophe, as the population of RNAs will decay into a collection of random sequences. But to find another copy of itself, the self-replicating RNA would need (Joyce and Orgel calculate) a library of RNA that "far exceeds the mass of the earth.
Joyce وORGEL بالنهايه يقرون بالقول بان علماء البيولوجيا الجزيئيه والكيميائين يعتقدون بان ظهورتلك الاليه المقترحه يمكن ان يكون معجزه ويشاركونهم الرأى بذلك .
وفى سياق اخر تثير الفيزيائيه سارة ووكر عضو هيئة تدريس في جامعة أريزونا، وزميل ناسا بمرحلة ما بعد الدكتوراه فى مقابله لها اشكاليات فرضية عالم RNA حيث تصرح بفشله فى تقديم اى تفسيرللحياه وانه لم يعد صالحا حيث تقر بنفس الاشكاليه التى تواجهه الخطوه الثالثه التى اثارها الباحثون بقولها انه من الصعب تخيل حدوث هذا السناريو بقدرة عالم الرونات على الظهور كنظام جماعى ذاتى التحفيز ثم قدرة تلك الجزيئات على تخزين المعلومات الرقميه وتكراراها بطريقه موثوقه لانه لم يعرف اى نظام مثل هذه الانظمه التى تعمل بشكل مستقل دون التفاعل مع الالالت الخلويه الاخرى 
Sara Walker: I find it hard to envision how an RNA-only world wold operate. It is much easier to understand how a collectively autocatalytic system could have emerged and then acquired digital information storage through evolution toward refined and reliable information handling. Even in modern life, no individual molecular systems replicate independently without interacting with other cellular machinery — cellular replication is a collective process.
    عالم الكيمياء الحيويه الشهيرغراهام كيرنز سميث صاحب فرضية نشوء الحياه من جزيئات الطين في الأرض في وقت مبكر.يشير إلى ان نموذج عالم RNA بعيد تماما عن المعقولية لتبرير مراحل التطور الكيميائية واوضح انه من المستحيل أن تتشكل السكريات وعديد البيوكليوتيد مثل الحمض النووي والحمض النووي الريبي عفويا. كيرنز سميث اسهب فى نقد نموذج عالم RNA وسرد تسعة عشر اشكاليه قاتله واكد أن أصل الحياة عن حادث طبيعي بحت ليس واردا بالمره ويمكننا متابعتها هنا للمختصين
او متابعتها فى كتابه Genetic Takeover: And the Mineral Origins of Life طبعة جامعة كامبريدج 
    بالاضافه الى ما سبق فان الدكتور h.p. yockey الفيزيائى المعروف درس تطبيق نظرية المعلومات في البيولوجيا ونشر استنتاجاته في مجلة علم الأحياء النظرية بان نظرية أصل الحياة من الحساء البدائي غير قابله للحل علميا .
يظهر yockey هذا الخلل واللامعقوليه فى المنهجيه البحثيه و الانقطاع عن الواقع المشاهد و يشير إلى أن البحث عن أصل الحياة الحالية،بنموذج عالم RNA يطفو بصورة غير محتملة في الجو مثل سطح البيت الذي بناه مهندس معماري وامتلك موهبه لاختراع وسيلة لبناء المنازل من خلال البدء في السقف ونزولا الى الاساس .
." أن "السقف" في هذه الحالة يمثل الأنشطة الحفازة فى الحمض النووي الريبي التى قد تبدو صلبة لأولئك المؤمنين بوجود الحمض النووي الريبي قبل التكوين الجنيني وتكون اللبنات الاولى بظروف طبيعيه 
ومن الملاحظ للمدقق فى فرضيات التطور الكيميائى هو لجوء انصار كل فرضيه باسلوب الاثبات السلبى لفرضيته وذلك عن طريق توضيح الاشكاليات القاتله فى كل الفرضيات الاخرى المقترحه دون ان يقدم بنظريته حلا وبذلك يتضح امامنا مباشرة نوعا من التحيز والانتقائيه الجليه لبعض المعطيات كنوع من الخداع لتمرير تلك النماذج 
لنعود الى فرصة وجود ذلك الجزيئ الاولى ذاتى النسخ RNA ...ما هى فرص تشكله ؟
يتطلب جزيء RNA ذاتى النسخ كما يدعى دعاة فرضية عالم الرنا اولا ما بين 200 و 300 النيوكليوتيدات في الطول. ومع ذلك، لا توجد اى الية فيزيائيه او كيميائه تتحكم فى طريقة ترتيب تلك النيوكليوتيدات. 
لشرح ترتيب النيوكليوتيدات في جزيء الحمض النووي الريبي الاولى الذاتي تكرار، يجب اعتماد الية الصدفة . لكن احتمالات ترابط 250من النيوكليوتيدات في جزيء الحمض النووي الريبي عن طريق الصدفة هو حوالي 1 / 10 ^150 وهذا رقم اكبر من "احتمال الامكان بقانون بوريل باضعاف عديده اى يمكن القول ببساطه وعلى وجه اليقين ان احتمال تكونه مستحيل وليام ديمبسكى بكتابه The_Design_Inference يضع تعريفا جيدا لحدود الاستحاله فى اى حدث تقع فرصة احتماله خارج حدود عمر الكون المنظور 
وهو ما عبر عنه شابيروعالم الكيمياء المعروف بجامعة نيويورك بالسيانتيفيك اميريكان حيث يذكر أن احتمال تجميع جزيء RNA الذاتي تكرار عشوائيا من مجموعة من اللبنات الكيميائية " صغير جدا بحيث أن فرصة حدوثها في أي مكان لمرة واحدة في الكون المرئي يمكن اعتبارها قطعة حسن حظ استثنائية ". 
. The probability] is so vanishingly small that its happening even once anywhere in the visible universe would count as a piece of exceptional good luck.

متى تنجز الاميبا المهمه ؟:-

لكن لندرك مدى فداحة هذه الارقام من المنظور العقلى المتاح وامكانية حدوثها علينا ان نحضر فنجانا من القهوه ونركز فى ذلك التمثيل المثير لJames F. Coppedge باحث الكيمياء الحيويه بجامعة كاليفورنيا فى كتابه ( التطور: ممكن ام مستحيل ؟
Evolution: Possible or Impossible.......)
فى مقاربه رائعه يعرض علينا Coppedge مثال مثير يوضح المدى الزمنى الذى يستغرقه جين بسيط ( كتمثيل لنموذج المعلومه اللازمه للحياه ) فى ترتيب نفسه عن طريق الصدفه ليحمل صيغه ذات معنى للحياه بجين اولى ضرورى لانتاج الخليه فيما يسبق النظام الذاتى التكرار حيث لا يمكن وقتها للانتقاء الطبيعى ان يعمل وبالطبع هذا الجين فى حد ذاته لا يزال جزيئ ميت فى غياب العديد من الجينات الاخرى والمواد الكيميائه المعقده الموجوده معا فى نفس الزمان والمكان ولكن لنتخطى ذلك التعقيد ونكتفى بامر ذلك الجين البسيط فما هى احتمالية تشكله ؟
   باستخدام أرقام Coppedge،حيث اعطى فرصة لعدد لا يصدق من محاولات اعادة الترتيب للذرات اللازمه بعدد ثمانية بلايين محاوله فى الثانية الواحدة وجد ان الامر سيستغرق 10^ 147 سنة للحصول على جين واحد فقط مستقر وهى نتيجه قريبه من النتيجه السابقه 
ماذا يعنى هذا الرقم ؟ 
بعد تناول قهوتك ركز معى فى مثال Coppedge 
يفترض Coppedge ان لدينا كائن ميكروبى بسيط وهو الاميبا ودعونا نفترض أننا سنعطى هذا المخلوق الصغير مهمة اسطوريه وهى حمل ونقل جزئ واحد فقط في كل مره من حافة الكون إلى الحافه أخرى (مع العلم مع افتراض أن قطر الكون حوالي ثلاثين بليون سنة ضوئية). 
ودعونا نفترض كذلك أن تلك الاميبا تتحرك بوتيره بطيئة لا تصدق تقدر بجزء واحد من الانغستروم (حوالي قطر ذرة الهيدروجين) كل خمسة عشر مليار سنة (وهذا هو العمر المفترض للكون تعيينه من قبل العديد العلماء ).
كم يجب لهذه الأميبا ان تحمل من الجزيئات الاوليه لترتيب واحد فقط من الجينات القابلة للاستخدام للحياه عن طريق الصدفة؟
الجواب هو انه لابد ا ن تحمل وتنقل عدد 2 × 10^ 21 من الأكوان كاملة بحجم الكون المرصود حيث انها فى كل مره تحمل جزئ واحد تخطو به قطر الكون بسرعتها التى تم افتراضها 
ماذا يعنى هذا الرقم ؟
هذا يعني أن جميع الناس الذين يعيشون على الأرض، رجل وامرأة وطفل، يجب ان يقوموا يعد الليل والنهار لمدة خمسة الالف سنه ليحسبوا فقط عدد الاكوان التى يجب على الأميبا نقلها عبر مسافة ثلاثين بليون سنة ضوئية بسرعتها البطيئه التى تم افتراضها حيث تنقل فى كل مره ذره واحده فكم من الوقت ستستغرق لتنجز مهمتها ؟
هكذا مثل Coppedge الامر 
هذه الاحتماليه بالطبع تتخطى حدود العقل والمنطق وتنطلق بنا مباشرة الى حافة الجنون  لكنى لا زلت ارى احد الملاحده هناك ينظر فى ساعته بالانتظار حتى تنجز الاميبا مهمتها ^^ . 
وعلاوه على ما تم ذكره فى نقاش الاحتماليه باستحالة تكوين جين واحد او جزئ واحد ذاتى التكرار ووقوع الاحتماليه فى حد المستحيل اليقينى فكيف بابسط خليه لديها 470 جين فقط لكى تستطيع التكاثر والايض والاستقلاب كحد ادنى لامكانية حدوث الحياه .

إشترك ليصلك جديدنا


0 التعليقات:

إرسال تعليق

نقدر نوصل ألف متابع !!