Η πιθανότητα ενός «Κόσμου RNA» στη Γη

Οι ερευνητές που επιδιώκουν να κατανοήσουν πώς μπορεί να έχει προκύψει ζωή από την αρχέγονη σούπα της Γης, βρήκαν μια ενδιαφέρουσα συμπεριφορά του ριβονουκλεϊκού οξέος (RNA), το οποίο προτείνουν ότι θα μπορούσε να δώσει τη θέση του στη ζωή που βασίζεται στο RNA.

Η έρευνα της ομάδας,


δημοσίευσε


αυτή την εβδομάδα στα Πρακτικά της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών, περιγράφει ένα ριβοένζυμο που θα μπορούσε να δημιουργήσει ένα περιβάλλον στο οποίο το RNA αντιγράφεται με μεγαλύτερη ακρίβεια. Άλλες προσπάθειες αυτο-αντιγραφής RNA είχαν ως αποτέλεσμα νέες εκδόσεις με πάρα πολλά σφάλματα για να παραμείνουν λειτουργικές.

«Κυνηγάμε την αυγή της εξέλιξης», λέει ο Gerald Joyce, συν-συγγραφέας της εφημερίδας και πρόεδρος του Salk Institute, σε μια έκδοση του ινστιτούτου. «Αποκαλύπτοντας αυτές τις νέες δυνατότητες του RNA, αποκαλύπτουμε την πιθανή προέλευση της ίδιας της ζωής και πόσο απλά μόρια θα μπορούσαν να έχουν ανοίξει το δρόμο για την πολυπλοκότητα και την ποικιλομορφία της ζωής που βλέπουμε σήμερα».

ο


Κόσμος υπόθεση RNA


είναι η ιδέα ότι

Το RNA θα μπορούσε να έχει εκκινήσει τη βιολογία της Γης

χωρίς DNA ή πρωτεΐνες. Η υπόθεση βασίζεται σε ριβοένζυμα, μόρια RNA που κάνουν τις λειτουργίες των ενζύμων, τα οποία είναι πρωτεΐνες που καταλύουν και επιταχύνουν τις χημικές αντιδράσεις.

Στο εργαστηριακό τους πείραμα, οι ερευνητές ανέπτυξαν ένα συγκεκριμένο ριβοένζυμο πολυμεράσης RNA που είναι σε θέση να παράγει κλώνους RNA με μεγαλύτερη ακρίβεια από προηγούμενες προσπάθειες. Αυτές οι προηγούμενες προσπάθειες απέδωσαν ριβοένζυμα που ήταν σε θέση να παράγουν νέες εκδόσεις του εαυτού τους, αλλά τελικά προστέθηκαν τόσα πολλά σφάλματα στους κλώνους που τα ριβοένζυμα έχασαν τη λειτουργικότητά τους.

Τα ριβοένζυμα με τα οποία εργάστηκε η ομάδα ήταν «κεφαλές σφυριών», ένα είδος που διασπά άλλα μόρια RNA. Οι νέες παραλλαγές της σφυροκεφαλής ριβοζύμης που παρήχθησαν στη διαδικασία ήταν πιο εύκολο να αντιγραφούν από τις αρχικές σφυροκεφαλές που χρησιμοποίησε η ομάδα. Οι σφυροκεφαλές από την πολυμεράση υψηλότερης πιστότητας (που απεικονίζονται δεξιά στο παραπάνω βίντεο) διατήρησαν τις λειτουργίες τους και παρήγαγαν νέες αλληλουχίες, ενώ οι σφυροκεφαλές που προέκυψαν από την πολυμεράση χαμηλότερης πιστότητας έχασαν τη λειτουργία τους (που απεικονίζονται ως λευκή κουκκίδα στα παραπάνω σχέδια).

«Αυτή η μελέτη υποδηλώνει ότι η αυγή της εξέλιξης θα μπορούσε να ήταν πολύ πρώιμη και πολύ απλή», δήλωσε ο Νικόλαος Παπασταύρου, ερευνητής στο Ινστιτούτο Salk και επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης, στην έκδοση. «Κάτι σε επίπεδο μεμονωμένων μορίων θα μπορούσε να υποστηρίξει τη δαρβινική εξέλιξη και αυτή μπορεί να ήταν η σπίθα που επέτρεψε στη ζωή να γίνει πιο περίπλοκη, πηγαίνοντας από μόρια σε κύτταρα σε πολυκύτταρους οργανισμούς».

Η ομάδα δεν έχει ακόμη παράγει μια αυτοαναπαραγόμενη RNA πολυμεράση. δηλαδή ένα ριβοένζυμο για το οποίο αυτή η διαδικασία αντιγραφής είναι αυτοσυντηρούμενη. Σύμφωνα με τους ερευνητές, αυτή η αυτόνομη λειτουργία RNA θα μπορούσε να συμβεί την επόμενη δεκαετία.

Περισσότερο:

Δομικοί λίθοι RNA που εντοπίστηκαν στο κέντρο του Γαλαξία