Αυθόρμητες αντιδράσεις
Το μόριο RNA αποτελείται από τέσσερα χημικά «γράμματα», τις βάσεις αδενίνη, γουανίνη, κυτοσίνη και ουρακίλη (Φωτογραφία: CC BY-SA 3.0 )
Μόναχο
Η θεωρία που θέλει το RNA να ήταν το πρώτο βιολογικό μόριο που εμφανίστηκε στον πλανήτη δείχνει να ενισχύεται από τα αποτελέσματα πειράματος στη Γερμανία, το οποίο έδειξε ότι οι βασικοί δομικοί λίθοι αυτού του νουκλεϊκού οξέος παράγονται αυθόρμητα στις κατάλληλες συνθήκες.
Το RNA έχει την ιδιότητα να αντιγράφει τον εαυτό του, περίπου όπως το DNA, επιπλέον όμως έχει την ικανότητα να δρα ως καταλύτης για την επιτάχυνση χημικών αντιδράσεων. Λόγω αυτών των ασυνήθιστων ιδιοτήτων, αρκετοί βιολόγοι πιστεύουν σήμερα ότι η εμφάνιση του RNA ήταν το πρώτο βήμα της εξέλιξης της ζωής στον πλανήτη.
Στους σημερινούς οργανισμούς, το RNA παράγεται από πολύπλοκους κυτταρικούς μηχανισμούς με πολλά μοριακά εξαρτήματα. Αν όμως η θεωρία είναι σωστή, τα πρώτα μόρια RNA πρέπει να εμφανίστηκαν από πολύ απλούστερες διαδικασίες.
Το 2009, η ομάδα του βρετανού χημικού Τζον Σάδερλαντ έδειξε ότι μια σειρά χημικών αντιδράσεων που μπορεί να συνέβαιναν στη νεαρή Γη δίνουν τις βάσεις κυτοσίνη και ουρακίλη, δύο από τα τέσσερα χημικά «γράμματα» στο αλφάβητο του RNA.
Τώρα, η ομάδα του Τόμας Κάρελ στο Πανεπιστήμιο «Λούντβιχ Μαξιμίλιαν» του Μονάχου αναφέρουν στο περιοδικό Science ότι παρήγαγε από το μηδέν και τις δύο άλλες βάσεις του RNA, την αδενίνη και τη γουανίνη.
Το πρώτο στάδιο της διαδικασίας απαιτεί μόνο υδροκυάνιο, μια απλή ένωση που πιστεύεται ότι υπήρχε σε αφθονία στη νεαρή Γη και αποτελείται από τρία στοιχεία με βασικό ρόλο στη ζωή, το υδρογόνο, τον άνθρακα και το άζωτο.
Το υδροκυάνιο αντιδρά εύκολα με νερό και, παρουσία οξέων, δίνει τελικά αδενίνη και γουανίνη. Επιπλέον, το πείραμα έδειξε ότι οι βάσεις αυτές αντιδρούν εύκολα με ριβόζη, ένα σάκχαρο που αποτελεί το βασικό σκελετό του μορίου του RNA.
Η τελευταία μελέτη ενισχύει τη θεωρία του RNA και είναι συγκρίσιμη σε σημασία με την έρευνα του 2009, σχολίασε στους δικτυακούς τόπους του Science και του Nature ο Τζέραλντ Τζόουνς του Ερευνητικού Ινστιτούτο Σκριπς στο Σαν Ντιέγκο της Καλιφόρνια, γνωστός υποστηρικτής της θεωρίας του RNA.
Άλλοι επιστήμονες εμφανίστηκαν ωστόσο επιφυλακτικοί, επισημαίνοντας μεταξύ άλλων ότι οι συνθήκες στις οποίες αναφέρθηκε η σύνθεση κυτοσίνη και ουρακίλη είναι διαφορετικές από τις συνθήκες που απαιτούνται για την αδενίνη και τη γουανίνη, και επομένως δεν μπορεί να συνέβαιναν ταυτόχρονα στη νεαρή Γη.
Μια εναλλακτική θεωρία είναι ότι η πρώτη ζωή εμφανίστηκε στους ωκεανούς γύρω από υδροθερμικά φρεάτια, οπές στον πυθμένα από τις οποίες αναβλύζει ενέργεια και μια πληθώρα διαφορετικών χημικών.
Βαγγέλης Πρατικάκης
Newsroom ΔΟΛ
Μόναχο
Η θεωρία που θέλει το RNA να ήταν το πρώτο βιολογικό μόριο που εμφανίστηκε στον πλανήτη δείχνει να ενισχύεται από τα αποτελέσματα πειράματος στη Γερμανία, το οποίο έδειξε ότι οι βασικοί δομικοί λίθοι αυτού του νουκλεϊκού οξέος παράγονται αυθόρμητα στις κατάλληλες συνθήκες.
Το RNA έχει την ιδιότητα να αντιγράφει τον εαυτό του, περίπου όπως το DNA, επιπλέον όμως έχει την ικανότητα να δρα ως καταλύτης για την επιτάχυνση χημικών αντιδράσεων. Λόγω αυτών των ασυνήθιστων ιδιοτήτων, αρκετοί βιολόγοι πιστεύουν σήμερα ότι η εμφάνιση του RNA ήταν το πρώτο βήμα της εξέλιξης της ζωής στον πλανήτη.
Στους σημερινούς οργανισμούς, το RNA παράγεται από πολύπλοκους κυτταρικούς μηχανισμούς με πολλά μοριακά εξαρτήματα. Αν όμως η θεωρία είναι σωστή, τα πρώτα μόρια RNA πρέπει να εμφανίστηκαν από πολύ απλούστερες διαδικασίες.
Το 2009, η ομάδα του βρετανού χημικού Τζον Σάδερλαντ έδειξε ότι μια σειρά χημικών αντιδράσεων που μπορεί να συνέβαιναν στη νεαρή Γη δίνουν τις βάσεις κυτοσίνη και ουρακίλη, δύο από τα τέσσερα χημικά «γράμματα» στο αλφάβητο του RNA.
Τώρα, η ομάδα του Τόμας Κάρελ στο Πανεπιστήμιο «Λούντβιχ Μαξιμίλιαν» του Μονάχου αναφέρουν στο περιοδικό Science ότι παρήγαγε από το μηδέν και τις δύο άλλες βάσεις του RNA, την αδενίνη και τη γουανίνη.
Το πρώτο στάδιο της διαδικασίας απαιτεί μόνο υδροκυάνιο, μια απλή ένωση που πιστεύεται ότι υπήρχε σε αφθονία στη νεαρή Γη και αποτελείται από τρία στοιχεία με βασικό ρόλο στη ζωή, το υδρογόνο, τον άνθρακα και το άζωτο.
Το υδροκυάνιο αντιδρά εύκολα με νερό και, παρουσία οξέων, δίνει τελικά αδενίνη και γουανίνη. Επιπλέον, το πείραμα έδειξε ότι οι βάσεις αυτές αντιδρούν εύκολα με ριβόζη, ένα σάκχαρο που αποτελεί το βασικό σκελετό του μορίου του RNA.
Η τελευταία μελέτη ενισχύει τη θεωρία του RNA και είναι συγκρίσιμη σε σημασία με την έρευνα του 2009, σχολίασε στους δικτυακούς τόπους του Science και του Nature ο Τζέραλντ Τζόουνς του Ερευνητικού Ινστιτούτο Σκριπς στο Σαν Ντιέγκο της Καλιφόρνια, γνωστός υποστηρικτής της θεωρίας του RNA.
Άλλοι επιστήμονες εμφανίστηκαν ωστόσο επιφυλακτικοί, επισημαίνοντας μεταξύ άλλων ότι οι συνθήκες στις οποίες αναφέρθηκε η σύνθεση κυτοσίνη και ουρακίλη είναι διαφορετικές από τις συνθήκες που απαιτούνται για την αδενίνη και τη γουανίνη, και επομένως δεν μπορεί να συνέβαιναν ταυτόχρονα στη νεαρή Γη.
Μια εναλλακτική θεωρία είναι ότι η πρώτη ζωή εμφανίστηκε στους ωκεανούς γύρω από υδροθερμικά φρεάτια, οπές στον πυθμένα από τις οποίες αναβλύζει ενέργεια και μια πληθώρα διαφορετικών χημικών.
Βαγγέλης Πρατικάκης
Newsroom ΔΟΛ