กำเนิดสิ่งมีชีวิตตอนที่ 1

พอดีเมื่อวันศุกร์ที่ผ่านมานี้ ก็ได้มีการอภิปรายในหัวข้อเรื่องของ จุดกำเนิดของชีวิตบนโลกนี้ ซึ่งก็เป็นหนึ่งใน Assign reading ครั้งที่1 ของรายวิชาชีวเคมีสำหรับนักศึกษาบัณฑิต มีอาจารย์พวงรัตน์ ยงวณิชย์ และเป็นอาจารย์ติวเตอร์ให้กลุ่มของพวกเราด้วยคือเป็นกลุ่มของนักศึกษาปริญญาโท คณะเกษตรศาสตร์  หลังจากอภิปรายเสร็จแล้วก็จะมีการทดสอบความเข้าใจด้วย หรือการสอบเก็บคะแนนนั้นเอง อิอิ.... สู้ๆๆๆ

ผม ชานนท์และพี่เดียวก็ได้มาร่วมอภิปรายกันก่อนหน้านี้ 1 คืน ก็ช่วยให้เกิดความเข้าใจมากขึ้น งานนี้ก็ต้องขอบคุณชานนท์ และพี่เดียวครับ และวันนี้ก็มีอาจารย์พวงรัตน์ ยงวณิชย์ มาช่วยให้คำแนะนำในการอภิปรายในหัวข้อนี้ก็ยิ่งทำให้เข้าใจแจ่มแจ้งมากกว่าเดิม (อาจารย์ แนะว่าให้พวกเธอไปลงเรียนภาษาอังกฤษกันใหม่ได้แล้ว แปลไม่เข้าใจเลย อิอิ...) อาจารย์แซวนะเนี่ย 

วารสารเรื่องจุดกำเนิดของชีวิตบนโลก (ORIGIN OF LIFE ON EARTH) เขียนโดย ALONSO RICARDO And JACK W. SZOSTAK

ก็เป็นเรื่องที่น่าสนใจเพราะพึ่งมีการค้นพบและพิสูจน์ได้ว่าที่จริงแล้ว สิ่งมีชีวิตบนโลกนี้เกิดขึ้นได้อย่างไร โดยความท้าทายของเขาอยู่ที่ เขาพบ fossil และมี ribozyme ( เป็นเอนไซม์ตัวหนึ่งที่เกิดมาจาก RNA ซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยามี substrate เป็น RNA) อยู่ในนั้น เขาจึงเชื่อว่า สิ่งมีชีวิตน่าจะเริ่มต้นมาจาก RNA (ribonucleic acid)  ในโลกดึกดำบรรพ์สิ่งมีชีวิตเกิดขึ้นมาได้อย่างไรเมื่อไม่เอนไซม์  ทำไมถึงต้องเป็น RNA ว่าเป็นตัวเริ่มต้นหรือจุดกำเนิดของสิ่งมีชีวิต

ข้อที่ 1 มันสามารถเร่งปฏิกิริยาได้

ข้อที่ 2 มันเป็นตัวกลางระหว่าง DNA และ โปรตีน

ก่อนอื่นเราก็มารู้จักกับ เจ้า RNA nucleotide ว่าหน้าตามันเป็นอย่างไร มันจะประกอบไปด้วย 3 ส่วนได้แก่ น้ำตาล ribose, phosphate และ nucleobase (A:adenine, G:guanine, C:cytosine, U:uracil ซึ่งจะทดแทน T:thymine ใน DNA และน้ำตาลในDNA จะเป็น deoxyribose)  ต่อไปนี้ก็ให้เราลองจินตนาการว่าตอนนั้นโลกของเราพึ่งเกิดขึ้นมา แล้วก็เต็มไปด้วยแก็สพิษต่างมากมาย ยังไม่มีสิ่งมีชีวิตใดๆเลย ซึ่งนักวิทยาศาสตร์ก็จะแสดงให้เห็นว่า เจ้า RNA nucleotide เกิดขึ้นมาได้อย่างไรกัน??? แต่ก่อนจะมาเป็น RNA nucleotide นั้น ต้องมาจาก 3 ส่วนดังที่ได้กล่าวมาแล้ว

เริ่มจาก nucleobase เกิดมาจากการรวมตัวกันของ cyanide acetylene และน้ำ ในยุคแรกเริ่มนั้น แน่นอนโลกเราเต็มไปด้วยแก็สพิษเช่น cyanide acetylene เป็นส่วนใหญ่ ส่วน น้ำตาล ribose นั้นมาจาก สารละลายที่เป็นเบสของ formaldehyde  และphosphate นั้นในตอนแรกก็พบก็มาจากปากป่องภูเขาไฟ ซึ่งอยู่ในรูปที่ละลายน้ำได้ แต่ก็มีปริมาณไม่มากพอ จนกระทั่ง ในปี 2005 Matthew Pasek and Dante Lauretta ได้ค้นพบในอุกาบาต์ก เป็นแร่ธาตุที่ชื่อว่า schreibersite ที่สามารถปลดปล่อย phosphorus ที่ละลายน้ำออกมาได้และก็มีมากพอด้วย

คราวนี้เราก็มาดูว่า RNA nucleotide นั้นเกิดขึ้นได้อย่างไร หลังจากที่เราทราบแล้วว่า องค์ประกอบแต่ละส่วนของ RNA nucleotide นั้นเกิดขึ้นมาได้อย่างไร ก็มีนักวิทยาศาสตร์เคยลองทำดูในห้องปฏิบัติการว่า RNA nucleotide นั้นต้องมาจากการสร้างในแต่ละส่วนมาก่อน ไม่ว่าจะเป็น น้ำตาล necleobase และ phosphate แต่สุดท้ายก็ไม่สามารถทำให้เกิด เป็น RNA nucleotide ได้ จนมีคนได้ทำการศึกษาต่อไปอีกในแนวทางใหม่ที่เป็นไปได้

เขาคือ JOHN SUTHERlAND มันไม่น่าจะสร้างแยกแต่ละส่วนแล้วค่อยมารวมกันเป็น  RNA nucleotide น้ำตาลและ necleobase น่าจะรวมตัวกันก่อนได้เป็น  2 –aminooxazole  แล้วก็เปลี่ยนไปเป็น Arabino-oxazoline แล้วก็รวมตัวกับ phosphate และแล้วเขาก็ทำสำเร็จ แต่ทำไมถึงได้เป็น nucleobase ที่เป็น C และ U ล่ะ เนื่องจากในยุคนั้นมีแสง UV ที่มีความเข้มข้นมาก ธรรมชาติได้เลือกแล้วว่า เจ้า สองตัวนี้เสถียร ไม่โดนทำลายโดยแสง UV ทำให้มันรอดมาจนเหลือได้เป็น C และ U ส่วน G และ C นั้นเขากำลังหาคำอธิบายอยู่ว่าทำไม??? สำหรับ  JOHN SUTHERlAND เขาก็ได้แสดงให้เห็นแล้วว่า RNA นั้น สามารถเกิดขึ้นได้จากปฏิกิริยาทางเคมีโดยที่ไม่ใช้เอนไซม์ ซึ่งก็ลบล้างกับคำกล่าวที่ว่าสิ่งมีชีวิตเกิดขึ้นได้อย่างไรถ้าไม่มีเอนไซม์เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา เพราะยุคแรกเริ่มยังมีเอนไซม์ใดๆเลย 

แล้วจาก  RNA nucleotide โมเลกุลเดียว มันจะมีการต่อสาย nucleotide ให้ยาวขึ้นได้อย่างไร มีอะไรมาเป็นตัวช่วย  แล้ว photocell หรือต้นแบบของสิ่งมีชีวิตเป็นอย่างไร ก็ลองติดตามได้วันพรุ่งนี้นะครับ อิอิ.... ห้ามพลาด (ทีเด็ดต้องเก็บไว้ตอนท้ายนะ อิอิ....) อดใจไว้ก่อน วารสารเล่มนี้เป็นวารสารที่คนทั่วไปก็อ่านได้ ไม่ได้ใช้คำศัพท์ที่ยากมากเกินไปนะ ครับ  ที่มา www.ScientificAmerican.com  และต้องขอบพระคุณอาจารย์ประจำวิชาด้วยนะครับที่กรูณานำข้อมุลที่ดีๆอย่างนี้มาให้อ่านครับ ขอบคุณครับ

ราตรีสวัสดิ์ หลับฝันดีกันถ้วนหน้า นะครับ อิอิ....

[คิม นพวรรณ]

สวัสดีค่ะ

มาติดตามอ่านและเรียนรู้ค่ะ  เป็นกำลังใจให้นะคะ  เป็นเรื่องที่มีประโยชน์ค่ะ แล้วจะมาติดตามอีกค่ะ

[เทพ]

ขอบคุณครับ ครูคิม

ที่แวะมาให้กำลังใจ ตอนนี้กำลังใจเต็มเปี่ยมแล้วครับ อิอิ...

ขอบคุณมากครับ