Mã di truyền đã ngừng “tiến hóa” cách đây 3 tỷ năm

Mã di truyền của chúng ta ngừng tiến hóa cách đây 3 tỷ năm, và các nhà khoa học có thể giải thích được điều bí ẩn này.

Các nhà khoa học đã có thể giải quyết được câu hỏi thế kỷ này. Theo các chuyên gia, giới hạn mã di truyền đạt được cách đây 3 tỷ năm khi quá trình tiến hóa đột nhiên ngừng lại.

Mặc dù sự sống trên hành tinh của chúng ta vẫn tiếp tục phát triển, nhưng mã di truyền, cỗ máy bí ẩn đó khiến cho sự sống duy trì trạng thái tĩnh bằng cách dùng các ‘lệnh’ giống nhau và các hợp chất trong cùng một cách nó đã làm trong quá khứ xa xôi, hàng tỷ năm về trước.

Nếu chúng ta biết rằng, tại một thời điểm nào đó trong lịch sử lâu dài của hành tinh chúng ta, sự tiến hóa mã di truyền dừng lại khi nó đạt đến trạng thái ổn định, điều này ngăn ngừa việc các mã phát triển xa hơn.

Trong nhiều thập kỷ, các nhà khoa học không có manh mối giải đáp, nhưng nhờ một nghiên cứu mới, các nhà nghiên cứu tin rằng sự tiến hóa mã di truyền của chúng ta dừng lại vì những hạn chế trong cách chuyển dịch DNA thành protein.

Để hiểu được nó, các nhà nghiên cứu Tây Ban Nha tập trung vào một phân tử gọi là RNA vận chuyển (tRNA).

Về cơ bản, tRNA có nhiệm vụ vận chuyển các thành phần cơ bản của protein đến các đoạn nối ráp để liên kết chúng với nhau theo cách thích hợp.

Thật thú vị khi Francis Crick mô tả mã di truyền vào những năm 1960, bí ẩn về quá trình ngừng tiến hóa của Bộ mã di truyền được ông tham chiếu như một sự đóng băng ngẫu nhiên.

Các nhà khoa học tin điều này là bởi vì các mã di truyền tiến hóa chỉ đủ để đảm bảo cho 20 axit amin, là những thành phần cơ bản của protein. 

Điều thú vị là, các nhà nghiên cứu nói rằng Bộ mã di truyền của chúng ta có thể phát triển lên đến 63 axit amin, nhưng vì một lý do nào đó, nó dừng lại ở số 20, vào 3 tỷ năm trước. Các chuyên gia tin rằng nếu ‘cỗ máy’ đọc ADN và chuyển dịch nó thành protein mà hơn 20 axit amin, rất có khả năng nhiều sai lầm sẽ xảy ra, từ đó dẫn đến sự phân rã hạt nhân cuối cùng của hệ thống sinh học.

Giáo sư Lluís Ribas de Pouplana, một nhà di truyền học thuộc Viện nghiên cứu sinh y học (IRB Barcelona) và là tác giả chính của nghiên cứu, cho biết: “Sự tổng hợp protein dựa trên mã di truyền là tính năng chủ yếu của hệ thống sinh học, nó rất quan trọng để đảm bảo sự di truyền chính xác thông tin”.

Mỗi tRNA có hai đầu, một đầu liên kết với axit amin tương ứng, một đầu mang bộ ba đối mã. Mã di truyền có tính đặc hiệu, 1 bộ ba chỉ mã hóa cho 1 axit amin, nhưng trường hợp đặc biệt một axit amin có thể nhiều bộ ba mã hóa, chính đặc điểm này mang lại cho tARN tính đồng nhất.

Phát biểu với MailOnline, Giáo sư Ribas nói: “Nghiên cứu của chúng tôi cho thấy rằng các mã di truyền, các RNA vận chuyển, không thể chứa đủ các yếu tố nhận dạng cụ thể cho hệ thống để có thể phân biệt được 63 axit amin. Vì bạn cần một tRNA mới cho mỗi axit amin mới, nên giới hạn của các RNA vận chuyển là để xác định có bao nhiêu axit amin có thể sử dụng. Giới hạn này đã xảy ra ở số 20 axit amin, và nó đã không thay đổi trong 3 tỷ năm”.

Các nhà khoa học đang tìm cách để khắc phục những hạn chế đặt ra từ hàng tỷ năm về trước với sự giúp đỡ của khoa sinh học tổng hợp.

“Vì vậy không chắc rằng mức giới hạn sẽ tự nhiên thay đổi, và bạn chắc chắn có thể gọi nó là một nút thắt cổ chai trong việc đa dạng phân tử. Tuy nhiên, về mặt nhân tạo, chúng tôi có thể tăng số lượng các axit amin được sử dụng bởi các tế bào dưới điều kiện kiểm soát trong phòng thí nghiệm. Tôi nghĩ rằng công việc của chúng tôi sẽ làm tăng thêm quan điểm cho rằng việc thêm axit amin mới trong hoàn cảnh tự nhiên đòi hỏi một hệ thống kỹ thuật phức tạp mà có thể thiên nhiên cũng không làm được. Hệ thống kỹ thuật này như thế nào là câu hỏi chính mở ra sau nghiên cứu của chúng tôi”, Giáo sư Ribas phát biểu trong cuộc phỏng vấn.

Tân Dân, theo amazinguniverse.net