تلعب الأغشية دورًا حيويًا في تحديد ما يمكن أن يمر عبرها وما يمكن أن تعوقه من دخول الخلية. يؤثر هذا على الجزيئات المشاركة في العمليات البيولوجية التي تبقي الخلايا نشطة. ركز الباحثون على أنواع معينة من الجزيئات الأساسية للحياة، مثل السكريات التي تشكل العمود الفقري للحمضين النوويين DNA وRNA ولبنات بناء البروتينات المعروفة بالأحماض الأمينية. اهتم الباحثون بهذه الجزيئات ليس فقط لأنها شائعة في الحياة، ولكن أيضًا لأنها تتلوى بطرق محددة.
خاصية الشيرالية وأهميتها في البيولوجيا
تتمتع الجزيئات البيولوجية بميزة تُعرف بالشيرالية، والتي تشير إلى كيفية دوران الجزيء. يمكن تشبيه ذلك بمقارنة يدك اليسرى مع اليمنى. تتكون يديك من نفس البنى، مرتبة بنفس الطريقة الأساسية، لكنها مقلوبة بحيث لا تكون متطابقة. في علم الأحياء، الشيرالية مهمة لكيفية تفاعل الجزيئات. على سبيل المثال، تحتاج جميع السكريات في الحمضين النوويين DNA وRNA إلى أن تمتلك نفس الشيرالية (أن تكون جميعها يمينية) لتجميعها في عمود فقري لسلسلة الحمض النووي أو الحمض الريبي النووي.
لكن السؤال الذي يظل معلقًا هو: لماذا اختارت الحياة شيرالية معينة على حساب الأخرى؟
دور الأغشية في اختيار الشيرالية المناسبة
يقترح الباحثون أن الأغشية المبكرة ربما لعبت دورًا رئيسيًا في اختيار السكريات اليمينية والأحماض الأمينية اليسارية التي تستخدمها جميع الكائنات الحية اليوم. قاموا بتحليل ما يمكن أن يمر عبر الأغشية التي تمتلك خصائص مشابهة لتلك الخاصة بالعتائق، وهي مجموعة رئيسية من الميكروبات. كما اختبر الباحثون غشاءً صمم خصائصه بحيث يجمع بين خصائص العتائق والبكتيريا.
بالنسبة لكلا النوعين من الأغشية، كانت السكريات اليمينية للحمضين النوويين DNA وRNA تمر بسهولة أكبر، بينما واجهت النسخ اليسارية صعوبة في النفاذ.
التنوع في الأحماض الأمينية وتأثير الأغشية
كان هناك تنوع أكبر بين الأحماض الأمينية. كانت بعض الأحماض الأمينية اليسارية أكثر احتمالًا للمرور عبر الغشاء ذو الخصائص المختلطة بين البكتيرية والعتائق. شمل ذلك الحمض الأميني الألانين، الذي يُعتقد أنه أحد الأحماض الأمينية الأولى التي استخدمتها الحياة.
بينما لا تقدم هذه الدراسة صورة كاملة عن الأحماض الأمينية التي تستخدمها خلايانا اليوم، فإن هذه النتائج توضح كيف تؤثر الاختلافات في الأغشية بقوة على الأحماض الأمينية التي يمكنها النفاذ. نظرًا لأن الأغشية التي تمت دراستها هي فقط تقريبًا لما قد يكون عليه أول غشاء للحياة على الأرض، قد تكون هناك خصائص أخرى غير معروفة للأغشية الأقدم أثرت على ما نعتبره الآن الجزيئات الأساسية لدينا.
الخاتمة
يضيف المؤلفون أن “جميع الحياة المعروفة تستخدم كيمياء فراغية محددة: الأحماض الأمينية اليسارية والحمض النووي اليميني. إن فهم كيف تطورت هذه الكيمياء هو لغز طويل الأمد ومفتاح لفهم أصل الحياة. تُظهر تجاربنا أن نوعًا معينًا من الأغشية – الهيكل الذي يحيط بالخلايا – يعمل كغربال يختار الكيمياء الفراغية التي تستخدمها الحياة”.
