Naukowcy z University College London dokonali przełomowego odkrycia, które przybliża nas do zrozumienia, jak mogło powstać życie na Ziemi. Po raz pierwszy w warunkach laboratoryjnych udało się odtworzyć proces spontanicznego połączenia RNA z aminokwasami – czyli moment, który mógł zapoczątkować powstanie pierwszych organizmów około 4 miliardy lat temu.
Początki życia na Ziemi – tajemnica sprzed miliardów lat
Od dawna wiadomo, że życie musiało wyłonić się z tzw. „pierwotnej zupy organicznej”. Jednak naukowcy przez dekady spierali się o to, jak cząsteczki RNA i aminokwasy połączyły się w pierwsze, funkcjonalne układy molekularne. Nowe badania pozwalają spojrzeć na ten proces w praktyce.
„Osiągnęliśmy pierwszą część niezwykle złożonego procesu syntezy białek, wykorzystując prostą reakcję chemiczną w wodzie o neutralnym pH” – mówi chemik Matthew Powner z University College London. – „Pokazaliśmy, że RNA może łączyć się z aminokwasami spontanicznie i selektywnie, co mogło mieć miejsce już na wczesnej Ziemi”.
Hipoteza świata RNA kontra hipoteza świata tioestrów
Życie, jakie znamy dzisiaj, opiera się na precyzyjnej współpracy RNA, DNA i białek. Jednak na początku istnienia Ziemi musiały istnieć prostsze mechanizmy. Istnieją dwie główne teorie naukowe:
- Hipoteza świata RNA – zakłada, że RNA było pierwszą cząsteczką zdolną do samoreplikacji i katalizowania reakcji.
- Hipoteza świata tioestrów – sugeruje, że źródłem energii dla życia były reaktywne cząsteczki zawierające siarkę i tlen, znane jako tioestry.
Największym przełomem obecnego badania jest to, że udało się połączyć obie hipotezy. W symulowanych warunkach wczesnej Ziemi tioester dostarczył energii, która umożliwiła RNA i aminokwasom utworzenie pierwszych łańcuchów peptydowych.
Pierwsze kroki w stronę kodu genetycznego
Odkrycie zespołu kierowanego przez Jyoti Singh pokazuje, że wczesne życie mogło bazować na prostym mechanizmie energetycznym. RNA, wspierane przez tioestry, mogło wiązać aminokwasy, dając początek peptydom – podstawowym składnikom białek.
„Nasze badania pokazują, że dwie najważniejsze hipotezy dotyczące pochodzenia życia można połączyć w spójną całość” – podkreśla Powner. – „To krok w stronę wyjaśnienia, jak powstał kod genetyczny i jak zbudowane zostały pierwsze molekularne fundamenty życia”.
Znaczenie dla współczesnej nauki
Choć droga do pełnego odtworzenia powstania życia jest jeszcze daleka, nowe badania stanowią ważny fundament. Dzięki nim wiemy, że warunki panujące na młodej Ziemi mogły rzeczywiście umożliwić taki proces. W przyszłości naukowcy będą badać, czy RNA preferencyjnie wiąże określone aminokwasy – co mogło doprowadzić do powstania kodu genetycznego, który rządzi dziś każdym organizmem na naszej planecie.
Możliwość odtworzenia w laboratorium kluczowych reakcji chemicznych zbliża nas do odpowiedzi na jedno z najstarszych pytań ludzkości: skąd się wzięło życie.