Експеримент што дава нови информации за развојот на животот на Земјата
Хипотезата за РНК-свет сугерира дека рибонуклеинската киселина (РНК), поедноставен, едноверижен „роднина“ на двоверижната деоксирибонуклеинска киселина (ДНК), одиграла клучна улога во потеклото на најраните форми на живот бидејќи можела да складира генетски информации и да ги спроведува хемиските реакции неопходни за саморепликација и катализирачки процеси пред појавата на ДНК и протеините
Јапонски научници неодамна потврдија во лабораторија дека молекулата на РНК можела спонтано да се формира на раната Земја, под услови што постоеле природно пред околу 4,3 милијарди години, обезбедувајќи силна експериментална поддршка за идејата дека животот започнал како РНК-свет.
Алката што недостига
Теоријата на еволуцијата, која несомнено е потврдена од голем број научни дисциплини, е одлично објаснување за тоа како се развил животот на Земјата. Сепак, науката сè уште не разјаснила потполно како првите форми на живот настанале од нежива материја. Овој дел од биолошката историја се нарекува абиогенеза. Тешко е да се разоткрие бидејќи е практично невозможно да се најдат фосилни записи за такви процеси од тоа време.
Хипотеза за РНК-светот
Хипотезата за РНК-светот сугерира дека рибонуклеинската киселина (РНК), поедноставен, едноверижен „роднина“ на двоверижната деоксирибонуклеинска киселина (ДНК), одиграла клучна улога во потеклото на најраните форми на живот бидејќи можела да складира генетски информации и да ги спроведува хемиските реакции неопходни за саморепликација и катализирачки процеси пред појавата на ДНК и протеините.
Катализата значи дека РНК можела да ги забрза хемиските реакции без да се троши себеси. Со други зборови, некои молекули на РНК се однесувале како денешните ензими.
Во најраниот период од историјата на Земјата немало протеини, кои денес ги извршуваат речиси сите каталитички улоги во живите клетки. Хипотезата за РНК-свет претпоставува дека РНК тогаш имала двојна функција – да носи генетски информации и истовремено да помага за хемиските реакции да се одвиваат побрзо и поефикасно, вклучувајќи ги и реакциите неопходни за сопствена репродукција. Ова е клучно бидејќи без катализа, повеќето такви реакции се одвиваат премногу бавно за да се овозможи создавање и одржување на животот.
Во РНК-светот, претходницата на животот можела истовремено да складира наследни информации, да се копира себеси и да катализира основни хемиски реакции потребни за сопствена репликација и опстанок, кои се клучни функции на живиот организам.
Што откри студијата?
Во нова студија објавена во списанието „Зборник на трудови на Националната академија на науки“ (ПНАС), Јута Хиракава од Универзитетот „Тохоку“, еден од водечките универзитети во Јапонија, и неговиот тим симулирале услови слични на оние што можеби постоеле во подземните резерви на вода и водоносни слоеви во почвата и карпите, или во испарувачките базени на раната Земја, плитки базени каде што водата периодично стагнирала, а потоа испарувала.
– РНК можеби била првата информациска молекула што ја овозможила дарвинистичката еволуција, а со тоа и животот на Земјата на хад и/или Марс на ное (хад и ное се периоди – н.з.). Затоа, секој модел што покажува како РНК може да произлезе од едноставни органски молекули е важен за разбирање на потеклото на животот во рамките на хипотезата за РНК-светот како прв – пишуваат авторите во воведот на студијата. Во своите експерименти, научниците ги комбинирале основните компоненти на РНК – шеќерната рибоза, фосфатите и четирите нуклеобази што ја сочинуваат РНК (аденин, гванин, цитозин и урацил) со боратни минерали и базалтни карпи. Тие ја подложиле смесата на циклуси на загревање и сушење. На овој начин, тие ги имитирале природните процеси на испарување и рехидратација што можеле да бидат вообичаени во средините од тоа време. Под овие услови, молекулите на РНК се формирале спонтано, без активна човечка стимулација на процесот во клучните чекори на моделот на синтетизирање на РНК, што било една од најголемите тешкотии во претходните истражувања за абиотското, односно неживото потекло на РНК.
Во новото истражување особено е интересно што клучната улога во истражуваниот процес им се припишува на боратите, минерали за кои претходно се сметало дека се мешаат во пребиотските хемиски реакции. Во новото истражување, боратите го покажале токму спротивното – тие ја стабилизирале рибозата, која нормално е многу нестабилна, и помогнале во важни хемиски чекори што водат до формирање РНК. Научниците заклучиле дека боратите не се недостаток или пречка на патот кон РНК, туку напротив – важна компонента за успешно синтетизирање на РНК под услови слични на природните.
Еден од учесниците во студијата, Стивен Бенер од Фондацијата за применета молекуларна еволуција, за „Саентифик Американ“ изјави дека резултатите сугерираат оти РНК може да биде „интринзичен исход“ на планети што имаат слични геолошки услови како раната Земја. А тоа имплицира „дека има живот насекаде“, додаде тој.
Ако земеме предвид и дека рибозата е откриена во примероците собрани на астероидот Бену од мисијата „Осирис-рекс“ на НАСА, доаѓаме до заклучок дека клучните компоненти на РНК можеле да бидат доставени на Земјата однадвор.
Состојки на животот
Овој експеримент ја поддржува хипотезата дека РНК не е само теоретска можност туку молекула што всушност се формира под услови слични на оние на раната Земја без потреба од човечка интервенција.
Ова не докажува целосно како точно се појавилe првите знаци живот, но претставува најблиска експериментална потврда досега дека РНК-светот бил можниот почеток на животот на Земјата и дека природните процеси можеле да доведат до создавање на првите генетски и каталитички молекули пред појавата на ДНК и протеините.
