Zawartość
Istotne dowody wskazują, że całe życie na Ziemi rozwinęło się od wspólnego wspólnego przodka. Proces, w którym ten wspólny przodek uformowany z materii nieożywionej nazywa się abiogenezą. Sposób, w jaki przebiegał ten proces, nie jest jeszcze w pełni zrozumiały i nadal jest przedmiotem badań. Wśród naukowców zainteresowanych pochodzeniem życia kwestią pierwszeństwa są białka, RNA lub inne cząsteczki.
Najpierw białka
W słynnym eksperymencie Urey-Miller naukowcy zmieszali metan, wodę, amoniak i wodór, próbując zasymulować atmosferę wczesnej Ziemi. Następnie wystrzelili iskry elektryczne przez tę mieszaninę, aby zasymulować piorun. W wyniku tego procesu powstały aminokwasy i inne związki organiczne, co dowodzi, że warunki takie jak te na wczesnej Ziemi mogą tworzyć aminokwasy, budulce białek.
Ale przejście od mieszaniny aminokwasów w roztworze do nienaruszonego, funkcjonującego białka stanowi wiele problemów. Na przykład, z biegiem czasu białka w wodzie raczej rozpadają się niż łączą w dłuższe łańcuchy molekularne. Również pytanie, czy białka lub DNA pojawiły się jako pierwsze, stanowi znany problem z kurczakiem lub jajkiem. Białka mogą katalizować reakcje chemiczne, a DNA może przechowywać informacje genetyczne. Jednak żadna z tych cząsteczek nie jest wystarczająca do życia; DNA i białka muszą być obecne.
Najpierw RNA
Jednym z możliwych rozwiązań jest tak zwane podejście RNA World, w którym RNA występowało przed białkami lub DNA. To rozwiązanie jest atrakcyjne, ponieważ RNA łączy niektóre cechy białek i DNA. RNA może katalizować reakcje chemiczne podobnie jak białka i może przechowywać informacje genetyczne podobnie jak DNA. I maszyneria komórkowa, która wykorzystuje RNA do syntezy białka, jest częściowo wykonana z RNA i polega na RNA do wykonania swojej pracy. Sugeruje to, że RNA mógł odgrywać kluczową rolę we wczesnej historii życia.
Synteza RNA
Jednym z problemów z hipotezą RNA World jest jednak natura samego RNA. RNA jest polimerem lub łańcuchem nukleotydów. Nie jest do końca jasne, jak powstały te nukleotydy lub jak połączyłyby się, tworząc polimery w warunkach wczesnej Ziemi.
W 2009 r. Brytyjski naukowiec John Sutherland zaproponował praktyczne rozwiązanie, ogłaszając, że jego laboratorium odkryło proces, w którym można zbudować nukleotydy z bloków budulcowych, które prawdopodobnie były obecne na wczesnej Ziemi. Możliwe, że proces ten doprowadził do powstania nukleotydów, które zostały następnie połączone reakcjami zachodzącymi na powierzchni mikroskopijnych warstw gliny.
Najpierw metabolizm
Chociaż scenariusz RNA-First jest bardzo popularny wśród naukowców pochodzenia, istnieje inne wyjaśnienie, które sugeruje, że metabolizm nastąpił przed RNA, DNA lub białkiem. Ten scenariusz dotyczący pierwszego metabolizmu sugeruje, że życie powstało w pobliżu środowisk o wysokim ciśnieniu i wysokiej temperaturze, takich jak głębinowe otwory wentylacyjne z gorącą wodą. Warunki te napędzały reakcje katalizowane przez minerały i dały początek bogatej mieszaninie związków organicznych. Te związki z kolei stały się elementami składowymi polimerów, takich jak białka i RNA. W chwili publikacji nie ma jednak wystarczających dowodów, aby jednoznacznie wyjaśnić, czy podejście oparte na metabolizmie czy świecie RNA jest prawidłowe.