اعتقد العلماء منذ فترة طويلة أنه عندما بدأ الحمض النووي الريبي (RNA) الحياة على الأرض منذ 4 مليارات سنةيمكن أن تشكل فقط هياكل صغيرة وبسيطة. لكن الأبحاث الجديدة تظهر أن جزيئات الحمض النووي الريبي (RNA) الموجودة بشكل طبيعي يمكنها أيضًا أن تتبنى أشكالًا هندسية كبيرة ومعقدة، مثل الخيوط والأقفاص. والآن، يتساءل العلماء عما إذا كانت هذه الهياكل موجودة في بداية الحياة.
وفقا لفكرة تعرف باسم فرضية عالم الحمض النووي الريبوزي (RNA).أشكال الحياة القائمة على الحمض النووي الريبي (RNA) سبقت الأشكال الحديثة التي تستخدم الحمض النووي والبروتين. الحمض النووي الريبي، وهو ابن عم جزيئي للحمض النووي، ولا يزال يلعب أدوارًا في الخلايا الحديثة ولكنه لا يعمل كمادة وراثية أولية. وبالمقارنة، استخدمت الأنواع البدائية الحمض النووي الريبوزي (RNA) لتخزين المعلومات الوراثية وتحفيز التفاعلات كأنزيمات بديلة.
سيطرت البروتينات في نهاية المطاف على دور الإنزيمات، ربما لأنها يمكن أن تندمج مع بعضها البعض شخصيات أكثر تنوعا مما يستطيع الحمض النووي الريبي (RNA). وذلك لأن البروتينات تتكون من 20 نوعًا من الوحدات الفرعية، تسمى الأحماض الأمينية، ولكل منها بنية فريدة، في حين يتكون الحمض النووي الريبي (RNA) من أربع وحدات فرعية فقط، تسمى النيوكليوتيدات، والتي تتخذ جميعها أشكالًا متشابهة.
أحدث مقاطع الفيديو من
اعتقد العلماء في البداية أن البروتينات فقط هي التي تكون متنوعة بما يكفي لتجميعها في هياكل كبيرة، لكن ورقة بحثية جديدة أظهرت أن الحمض النووي الريبي (RNA) – على الرغم من كونه محدودًا في تنوعه – لديه أيضًا القدرة على تكوين هذه التكوينات الكبيرة. تم نشر البحث على خادم الطباعة المسبقة com.bioRxiv 1 يوليو ولم تتم مراجعته بعد.
وقال المؤلف المشارك في الدراسة: “لقد أظهرنا أن الحمض النووي الريبي يمكنه القيام بأشياء لم نشهدها من قبل”. لين هوانغ، عالم أحياء الحمض النووي الريبي في جامعة صن يات سين في الصين. وقال لـ Live Science: “إن هذا يشير إلى أنه في أصل الحياة كان من الممكن أن يتجمع الحمض النووي الريبي (RNA) في جميع أنواع الأشكال”.
افترض هوانغ وزملاؤه أن جزيئات الحمض النووي الريبوزي (RNA) يمكن أن ترتبط ببعضها البعض إذا كانت تمتلك تسلسلات يمكن طيها لتشكل “حلقات جذعية مقبلة”. ويحدث هذا عندما يطوي شريط الحمض النووي الريبوزي (RNA) على نفسه، مكونًا بنية تشبه حلقة في رباط الحذاء. واقترح الباحثون أنه إذا ارتبطت حلقات من RNAs المختلفة ببعضها البعض، أو “قبلت”، فيمكن للجزيئات أن تترابط وتشكل مجمعات أكبر.
وبعد غربلة مجموعة من تسلسلات الحمض النووي الريبوزي (RNA)، وجد الباحثون عائلة من جزيئات الحمض النووي الريبي (RNA) المشفرة بواسطة العاثيات – الفيروسات التي تصيب البكتيريا – والتي تشكل هذه الحلقات. قاموا بتنقية العديد من جزيئات الحمض النووي الريبي (RNA) هذه في المختبر، وسمحوا لها بالتجمع في طبق، ثم التقطوا بنيتها باستخدام المجهر الإلكتروني المبرد.
احصل على الاكتشافات الأكثر روعة في العالم والتي يتم تسليمها مباشرة إلى صندوق الوارد الخاص بك.
واكتشفوا أن بعض جزيئات الحمض النووي الريبي (RNA) تشكل خيوطًا طويلة. تشبه هذه الخيوط البروتينية، مثل الهيكل الخلوي الخلوي، وهو سقالة تشارك في العديد من الوظائف، بما في ذلك تشكيل الخلية وتحريكها.
وتتجمع جزيئات أخرى من الحمض النووي الريبوزي (RNA) في أقفاص كبيرة بحجم الفيروسات الشائعة. اتخذت بعض هذه الأشكال شكل عشريني الوجوه، وهو شكل ثلاثي الأبعاد يتكون من 20 مثلثًا متساوي الأضلاع ويشبه كرة القدم. العديد من الفيروسات، بما في ذلك فيروسات الهربس، قم بتعبئة الجينوم الخاص بهم في عشرينيات الوجوه ذات أساس بروتيني تسمى الكبسولات. وهذا يثير سؤالاً: هل يمكن أن تحتوي الكبسولات المعتمدة على الحمض النووي الريبوزي (RNA) على جينومات معبأة في عالم الحمض النووي الريبي (RNA)؟
تتجمع هياكل الحمض النووي الريبي (RNA) في عشرونيات الوجوه بحجم كبسولات الفيروس المعتمدة على البروتين.
(رصيد الصورة: لين هوانغ)
وقال هوانغ إن هذا العمل يوضح أن الحمض النووي الريبوزي (RNA) كان لديه القدرة على التجمع في هذه الهياكل المعقدة خلال عالم الحمض النووي الريبي (RNA)، لكن هذا لا يثبت أن ذلك قد حدث بالفعل.
“أعتقد بالتأكيد أن المعايير البيئية هي سؤال” آنا ميدفيجيأخبر عالم الأحياء التطوري في جامعة Eötvös Loránd في المجر موقع Live Science في رسالة بالبريد الإلكتروني. “هل يمكن لهذه الهياكل أن تتشكل في البيئة التي يوجد فيها عالم RNA الافتراضي؟” قال ميدفيغي، الذي لم يشارك في العمل الجديد.
لو تمكن العلماء من إعادة خلق هذه الظروف البيئية في فجر الحياة مثل درجات حرارة عالية وانخفاض درجة الحموضةوقالت، وما زلت ألاحظ أن هذه الهياكل تتشكل، وهذا من شأنه أن يعزز النظرية القائلة بأنه كان من الممكن أن تكون موجودة في عالم الحمض النووي الريبي (RNA).
على الرغم من أن أقفاص وخيوط الحمض النووي الريبي (RNA) كانت كبيرة، إلا أن فريق هوانج أنشأها باستخدام خيوط قصيرة فقط من الحمض النووي الريبي (RNA)، لا يزيد طول كل منها عن 200 وحدة فرعية. وقال ميدفيجي إن الحمض النووي الريبوزي الطويل عرضة للكسر، لذلك إذا تمكنت الخيوط القصيرة من التجمع في هذه الهياكل، فإن ذلك يوفر المزيد من الأمل بأن هذه الجزيئات متعددة الطبقات يمكن أن تكون قد تشكلت في عالم الحمض النووي الريبي.
سؤال آخر هو ما إذا كانت مجمعات الحمض النووي الريبي المعقدة هذه تتجمع حاليًا داخل البكتيريا المصابة بالعاثية والتي اشتقت منها. حتى الآن، لم ير فريق هوانغ هذه الهياكل تتشكل إلا في طبق مختبري، لذا فهم بحاجة إلى تحديد ما إذا كانت العوامل الموجودة داخل البكتيريا، مثل البروتينات، إما أن تعطل أو تمكن من تكوينها داخل الخلايا.
يعتقد هوانج أنه بالإضافة إلى توفير نظرة ثاقبة لبدايات الحياة، يمكن أن يكون لأقفاص الحمض النووي الريبوزي هذه تطبيقات محتملة في مجال التكنولوجيا الحيوية. الجهود جارية لاستخدام الحمض النووي المطوي في “اوريغامي الحمض النووي“لإيصال الأدوية إلى الخلايا، ويعتقد هوانغ أن ابن عم DNA الأكبر سناً، RNA، يمكن أن يلعب يومًا ما دورًا مماثلاً في الطب.
Ren, Y., Zhang, Z., Chen, K., Li, M., Xie, Y., Bai, T., Huang, B., Xiao, B., Westhof, E., Lilley, DMJ, Wang, J., Miao, Z., Wei, X., & Huang, L. (2026). التجمعات الهيكلية لعالم الحمض النووي الريبي (RNA).. com.bioRxiv. https://doi.org/10.64898/2026.07.01.735769
