Innehåll
Betydande bevis tyder på att allt liv på jorden idag utvecklats från en gemensam gemensam förfader. Processen genom vilken den gemensamma förfäder som bildas av icke-levande ämne kallas abiogenes. Hur denna process ägde rum är ännu inte helt förstås och är fortfarande ett ämne för forskning. Bland forskare som är intresserade av livets ursprung, om proteiner, RNA eller någon annan molekyl kom först är ett hett diskuterat ämne.
Proteiner först
I det berömda Urey-Miller-experimentet blandade forskare metan, vatten, ammoniak och väte i ett försök att simulera atmosfären på den tidiga jorden. Därefter sköt de elektriska gnistor genom denna blandning för att simulera blixtar. Denna process gav aminosyror och andra organiska föreningar, vilket visade att förhållanden som de på den tidiga jorden kunde skapa aminosyror, byggstenarna för proteiner.
Men att få från en blandning av aminosyror i lösning till ett intakt fungerande protein ger många problem. Till exempel tenderar proteiner i vatten att bryta isär i stället för att samlas i längre molekylkedjor. Frågan om proteiner eller DNA dök upp först presenterar ett känt problem med kyckling eller ägg. Proteiner kan katalysera kemiska reaktioner, och DNA kan lagra genetisk information. Emellertid är ingen av dessa molekyler ensam tillräcklig för livet; DNA och proteiner måste finnas närvarande.
RNA först
En möjlig lösning är den så kallade RNA World-metoden, där RNA kom före antingen proteiner eller DNA. Denna lösning är attraktiv eftersom RNA kombinerar några av egenskaperna hos proteiner och DNA. RNA kan katalysera kemiska reaktioner precis som proteiner, och det kan lagra genetisk information precis som DNA. Och den cellulära maskinen som använder RNA för att syntetisera protein är delvis gjord av RNA och förlitar sig på RNA för att göra sitt jobb. Detta antyder att RNA kan ha spelat en avgörande roll i livets tidiga historia.
RNA-syntes
Ett problem med RNA World-hypotesen är emellertid själva RNA: s natur. RNA är en polymer eller kedja av nukleotider. Det är inte helt klart hur dessa nukleotider bildades eller hur de skulle ha kommit samman för att bilda polymerer under tidiga jordförhållanden.
2009 föreslog den brittiska forskaren John Sutherland en genomförbar lösning genom att tillkännage att hans laboratorium hade hittat en process som kunde bygga nukleotider från byggstenar som antagligen fanns på den tidiga jorden. Det är möjligt att denna process kunde ha gett upphov till nukleotider, som sedan var kopplade till av reaktioner som ägde rum längs ytan av mikroskopiska skikt av lera.
Metabolism först
Trots att RNA-First-scenariot är mycket populärt bland forskare från livets ursprung, finns det en annan förklaring som föreslår att ämnesomsättningen kom före RNA, DNA eller protein. Det första ämnesomsättningsscenariot tyder på att livet uppstod i närheten av högtrycksmiljöer med höga temperaturer, som djuphavs-, varmvattenventiler. Dessa betingelser drev reaktioner katalyserade av mineraler och gav upphov till en rik blandning av organiska föreningar. Dessa föreningar blev i sin tur byggstenarna för polymerer såsom proteiner och RNA. Vid tidpunkten för publiceringen finns det emellertid inte tillräckligt med bevis för att slutgiltigt förklara om metabolism-först eller RNA World-metoden är korrekt.